Hallo,
ich habe einen Boost mit dem Controller TPS40210 von TI aufgebaut.
Uin: 10-30V
Uout: 30V
Ioutmax: 8,3A
fSW: 130kHz
L: 32uH
Cout: 4x330uF
Rsense: 1,5m
Der obere Widerstand vom Uout Spannungsteiler für den Feedback ist 68k
groß.
Der Boost an sich läuft soweit nur die Kompensation des Error Amps
bekomme ich nicht so recht hin. Habe es laut Datenblatt berechnet, doch
mit den Werten bekomme ich keinen vernünftigen Soft-Start hin und der
Regelkreis schwingt etwas. Infos auf S.21 des Datenblatts. Werte: Rfb:
1,7k Cfb: 47nF Chf: 680pF
Kann mir vielleicht jemand auf die Sprünge helfen, wo ich da am besten
mit der Fehlersuche anfangen könnte. Falls noch Infos fehlen, bitte
nachfragen.
Gruß
hallo anon,
magst du den link vom datenblatt schicken? ich habe kürzlich einen boost
converter inclusive stromregelung erfolgreich in betrieb genommen.
vielleicht kann ich dir ein wenig weiterhelfen.
gruß
ps:
Mini Float schrieb:> Hier ein altes attachment von Fralla, musste mal ansehen:> http://www.mikrocontroller.net/attachment/127992/T...
womit öffnet man das .p dokument?
Das Dokument von Fralla ist interessant, werde das mal durcharbeiten.
Habe es mit TINA versucht, bin aber zu keinem Ergebnis gekommen.
@Klaus: Welches IC hast du denn bei deinem Boost verwendet?
Gruß
anon schrieb:> Das Dokument von Fralla ist interessant, werde das mal durcharbeiten.>> Habe es mit TINA versucht, bin aber zu keinem Ergebnis gekommen.>> @Klaus: Welches IC hast du denn bei deinem Boost verwendet?
Ich habe den PWM controller UC3843 verwendet. Ich habe momentan leider
nur ein kleines Netbook zur Verfügung, weshalb ein Vergleich und das
Durchlesen der Datenblätter ein ziemlicher Akt ist. Was ich dir auf die
Schnelle mit auf den Weg geben kann, ist die Übertragungsfunktion des
Hochsetzstellers; siehe das Bild im Anhang.
Die Parameter sind:
R: Lastwiderstand
D': 1-D mit D als Duty Cycle (Tastgrad)
R_C: ESR der Ausgangskapazität
C_out: Ausgangskapazität
L: Induktivität des HSS
Für den offenen Regelkreis brauchst du noch die Übertragungsfunktion des
Error Amplifiers. Müsste auch bei deinem Controller eine simple
Verstärkung sein ohne Pol- oder Nullstelle (Datenblatt gibt aber mehr
Infos).
Je nachdem ob du mehr Komponenten verbaut hast (Gate driver etc.) müssen
deren Übertragungsfunktionen ebenfalls berücksichtigt werden.
Dann kannst du die Gesamtübertragungsfunktion des offenen Regelkreises
bestimmen und dir das BODE Diagramm plotten lassen (z.B. mit MATLAB).
Dort kannst du dann anhand des vereinfachten Nyquist Kriteriums dein
Kompensationsnetzwerk (Type II) auslegen, um genügend Phasenreserve zu
erreichen.
Gruß
Hab das ganze jetzt mal mit MATLAB gemacht, allerdings hab ich im
Datenblatt des Gate Treibers keine Infos zu der Übertragungsfkt gefunden
und daher weggelassen.
Laut dem vereinfachten Nyquist Kriterium dürfte mein System instabil
sein, Durchtrittsfrequenz bei Phase -180°. Grafik im Anhang.
Was mir aber auch nicht ganz klar ist welchen Parameter ich für die Last
und Tastgrad nehmen soll. Wo liegt da der Worstcase?
So, habe jetzt mit MATLAB ein Type3 Kompensationsnetzwerk ausgelegt. So,
dass ich bei der Durchtrittsfrequenz noch etwas Phasenreserve habe.
Allerdings ist das System sehr instabil. Mit der empirischen Auslegung
hab ich da besseres hinbekommen, allerdings schwingt der Boost beim
Einschalten und bei schnellen Lastwechseln noch sehr stark nach.
Geht es einfach nicht besser, oder mache ich irgendwo einen Fehler?
Im Anhang hab ich noch das Bode Diagramm vom Boost, dem
Kompensationsnetzwerk und schließlich beiden zusammen.
Gruß
Hallo zusammen,
ich bin jetzt weitergekommen. Das Layout hat Probleme gemacht weil die
Schleife Mosfet-Diode-Cout-Rsense zu groß war. Ich habe das ganze mit
einem TypeII Netzwerk kompensiert, ausgelegt nach dem Datenblatt des
Controller, wobei ich den Gain noch etwas erhöht habe.
@Klaus:
Wo hast du die Übertragungsfunktion her die du oben gepostet hast? In
diese fließt ja noch der Rc ein, also der ESR von der Ausgangskapazität.
Das habe ich so in keiner anderen Literatur gefunden.
Wenn ich die Übertragungsfunktion mit Matlab in einem Bodediagramm
ausgebe sieht das aus wie im Anhang. (bode1.png)
Mit Kompensationsnetzwerk komme ich auf bode2.png
Ich dachte der Boost hätte eine Phasendrehung von 0 auf 180°?
Ich komme da gerade nicht dahinter, aber vielleicht kann mir jemand auf
die Sprünge helfen.
Gruß
Ich habe meine Thesis nicht dabei, kann also nicht die BODE Diagramme
vergleichen. Aber deine Diagramme sehen sehr komisch aus :D
Die Übertragungsfunktion ohne ESR des Ausgangselkos lässt sich in
zahlreicher Literatur finden. U.A. in
"Fundamentals of Power Electronics - Ericson"
Die Übertragungsfunktion mit ESR findest du hier:
http://www.switchingpowermagazine.com/downloads/5%20Current%20Mode%20Control%20Modeling.pdf
Lässt sich nach demselben Prinzip herleiten.
Fundamentals of Power Electronics - Ericson
Das hatte ich auch schon gefunden und ergibt das Bode-Diagramm im
Anhang.
Ich würde nur gerne wissen wo Klaus die Übertragungsfunktion her hat und
wo ich da den Fehler gemacht habe.
Gruß
Klaus hat die Übertragungsfunktion aus dem Buch, das eben genannt wurde.
Da gibt es ein Kapitel zum Thema Current Mode Control.
Deine Übertragungsfunktion verwendet Voltage Mode Control.
Ok, mein Controller macht ja Current Mode Control. Dann hab ich wohl bei
der Verwendung von Klaus Funktion irgendwo einen Fehler gemacht.
Am besten ich sehe mir das Buch morgen mal in der Bibliothek an.
Danke für die Hilfe und einen schönen Abend noch!
Irgendwo ist da der Wurm drinne, glaube ich. Im Phasengang hast du
bereits -270° am Ende. Die Übertragungsfunktion hat aber nur eine
Polstelle. Mit der Nullstelle in der rechten s-Ebene solltest du
insgesamt auf -180° kommen.
Das ist ja gerade der Witz am Current Mode Control, dass du aufgrund der
höheren Phasenreserve ein einfacheres Kompensationsnetzwerk designen
kannst.
Gruß
Das optimale Kompensationsnetzwerk ist stark Layout-abhängig. Wenn Du
das PCB schon vorliegen hast zum Messen und Testen, würde ich auf
Simulationswerte verzichten und anhand der Hardware optimieren.
Probier folgendes aus:
Stelle als Ausgangsstrom den minimalen Strom der Endapplikation ein (per
Widerstand oder el. Last)
Jetzt sollte er im continuous-mode arbeiten. Falls nicht, R(ISNS)
anpassen. Zum Optimieren der Kompensation sollte er nicht im
discontinuous mode arbeiten.
Nun sollte die Restwelligkeit der Ausgangsspannung auf min Wert sinken.
Falls nicht, könnte schlechtes Layout die Messung der IST-Spannung
beeinträchtigen. In diesem Fall die Widerstände R1 und R2 (Figure 27)
bei gleichem Verhältnis reduzieren, um den Querstrom zu erhöhen und das
Ganze damit störsicherer zu machen.
Nun mit einem zweiten Widerstand (oder el. Last) Lastsprünge von ca 10%
Nominalstrom auf 90% Nominalstrom erzeugen.
Mit Oszi auf diese Sprünge triggern. Falls Du keine Stromzange hast,
triggere auf die Ausgangsspannung und setz die Triggerschwelle etwas
oberhalb bzw unterhalb der Nominalspannung, so daß Du die leichten
Überschwinger/Unterschwinger während und kurz nach der Störung siehst.
Nun mit dem Kompensationsnetzwerk spielen... Laß erstmal die C(HF) und
C(FB) auf Standard-Wert, verwende für R(FB) ein Poti. Das geht am
schnellsten. Falls damit keine optimale Kompensation gefunden wird,
C(HF) um je faktor 10 ändern und wieder mit dem Poti rumprobieren. Mit
Änderungen am C(FB) erreicht man eher das finale Fine-Tuning.
Man sieht es relativ gut, wenn man mal auf der richtigen Spur ist,
selbst wenn man von den perfekten Werten noch ein Stück entfernt ist..
Viel Erfolg.
