Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Flybackcontroller


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von Fragender (Gast)


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Hallo zusammen

Ich versuche herauszufinden wie der Zusammenhang zweier Pins beim 
genannten Controller ist. Siehe Anhang

Angenommen wir haben die Schaltung S43 figure 29, damit wir eine Basis 
zur Diskussion haben. Bild Schaltung.
(Die Schaltung der Firma darf ich leider nicht zeigen)

Beim Chip selbst gibt es ja den Pin COMP, welcher die Ausgangsspannung 
misst  und den CS, der den Strom durch den Mosfet misst. Im Bild Circuit 
ist die interne Beschaltung zu sehen.

Die Spannung am Netz ist zB 230V.
Ich habe das Problem, welches unter Punkt 5.3 beschrieben ist. Wenn gar 
keine Last dranhängt, ist der Controller im Burst Mode. Das messe ich 
auch am COMP Pin. Denn wenn die Spannung unter dem Burst threshold ist, 
gelangt dieser in den ungewünschten Burst-Mode. (Siehe interne 
Beschaltung). Nun beschreibt man unter Punkt 5.3, dass dem threshold 
abgeholfen werden kann, wenn man dem Strom am CS ein Offset spendiert 
wird oder andersrum, wenn man einfach die Shuntwiderstände entsprechend 
ändert und so den Strom erhöht oder reduziert.
Jetzt würde ich den Zusammenhang gerne verstehen, warum man den Burst 
threshold verändern kann, indem man den Strom-Offset ändert.

In figure 17 ist zwar beschrieben wie man den Voltage feed forward 
beeinflussen bzw. verändern kann, aber dieser beeinflusst nur den OCP 
(Over current protection). Siehe bild Vff

Warum kann man also die CS-Spannung anpassen und damit den 
Burst-Threshold verändern/reduzieren? Ist das irgendwo genauer 
beschrieben?

Ich wäre um Hilfestellung sehr dankbar.

von hauspapa (Gast)


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Ich hab den Controller noch nie benutzt, versuche das aber mal trotzdem 
zu erklären:


Wenn der Comp Pin unter 20mV fällt geht die Kiste in den Burstmode. Über 
dem PWM Comparator bedeutet das: Wenn Î/R5<20mV wird schlägt der 
Burstmode zu.

Willst Du auch bei kleineren Î im Normalbetrieb bleiben musst du den Pin 
hochschwindeln. R5 grösser machen geht nicht weil du dann bei Volllast 
Probleme mit dem OCP bekommst.

Fig. 12 im Datenblatt zeigt darum wie man eine Offsetspannung auf dem CS 
Pin addiert (einfach ein Spannungsteiler, der zusätzliche Strom durch R5 
wird vernachlässigt)

Dann werden auch bei kleinerem Î die 20mV nicht unterschritten und da 
bei kleinerem Î abgeschaltet wird, wird auch die übertragene Leistung 
nicht zu gross, es bleibt also alles im regelbaren Bereich.

von Mark S. (voltwide)


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OT: Ich sehe da einen 3 Phasen-Netzgleichrichter und stelle mir die 
Frage: Willst Du einen Eintaktsperrwandler im kW-Bereich bauen?
Die hierbei zu erwartenden praktischen Probleme erscheinen mir 
gigantisch.

Zum Thema Burstmode - diese ungeliebte Betriebsart stellt sich mehr oder 
weniger zwangläufig ein bei kleiner Last, sobald die minimale 
Einschaltdauer des Systems unterschritten wird. Und die liegt oft bei 
mehreren 100ns.
Es kann also durchaus hilfreich sein, die minimale Einschaltdauer so 
weit wie möglich herab zu setzen. Dahin gelangt durch mit MOSFETs mit 
kleinen Kapazitäten und Reduktion des leading-edge blanking filters am 
Stromfühlereingang.

: Bearbeitet durch User
von hauspapa (Gast)


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Fragender schrieb:
> Ich versuche herauszufinden wie der Zusammenhang zweier Pins beim
> genannten Controller ist...
> ...Beim Chip selbst gibt es ja den Pin COMP, welcher die Ausgangsspannung
> misst  und den CS, der den Strom durch den Mosfet misst.

Nochmal zum Verständnis:
An CP liegt ja so etwas wie ein Sägezahn mit Pausen an.
Der Sägezahn steigt bis der PWM Komparator Q1 abschaltet. Dies tut er 
wenn Spannungsgleichheit erreicht ist.
Daher ist die Spitzenspannung an CP gleich der Spannung an COMP.

von Mark S. (voltwide)


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Zum COMP-Ausgang: Die Spannung an diesem Pin ist ein direktes Maß für 
den Auslastungsgrad des Wandlers.
Also max COMP-Spannung geht zusammen mit max Ausgangsspitzenstrom.

von hauspapa (Gast)


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Mark S. schrieb:
> OT: Ich sehe da einen 3 Phasen-Netzgleichrichter und stelle mir die
> Frage: Willst Du einen Eintaktsperrwandler im kW-Bereich bauen?

Das wohl nicht, aber z.B. seinen Prozessor versorgen
Ist ein Standardvorgehen für Hilfsnetzteile in Drehstromgeräten ohne 
Nullleiteranschluss.

von Fragender (Gast)


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hauspapa schrieb:
> Fragender schrieb:
>> Ich versuche herauszufinden wie der Zusammenhang zweier Pins beim
>> genannten Controller ist...
>> ...Beim Chip selbst gibt es ja den Pin COMP, welcher die Ausgangsspannung
>> misst  und den CS, der den Strom durch den Mosfet misst.
>
> Nochmal zum Verständnis:
> An CP liegt ja so etwas wie ein Sägezahn mit Pausen an.
> Der Sägezahn steigt bis der PWM Komparator Q1 abschaltet. Dies tut er
> wenn Spannungsgleichheit erreicht ist.
> Daher ist die Spitzenspannung an CP gleich der Spannung an COMP.

Mark S. schrieb:
> Zum COMP-Ausgang: Die Spannung an diesem Pin ist ein direktes Maß
> für
> den Auslastungsgrad des Wandlers.
> Also max COMP-Spannung geht zusammen mit max Ausgangsspitzenstrom.

Danke euch beiden.
@Mark
Nein, keine kW-Schaltung. Sie ist schon gebaut, ich muss lediglich 
herausfinden, warum manche Schaltungen fehlerfrei funktionieren und 
andere nicht.

Wenn ich jetzt aber den RS so ändere, dass sich der Wert für den Strom 
für den light-load Fall also reduziert. Das notwendige Niveau aber 
wiederum mit dem Offset ausgelichen wird. Dann habe ich doch damit immer 
noch nicht verhindert, dass sich der COMP im light load Fall unter dem 
Burst threshold bei 2.65V - 0.02V Hysterese (20mV) bewegt.
Wie bewerkstellige ich das? Was ist überhaupt beim PWM Komparator die 
Referenz CS oder COMP?

von roehrenvorheizer (Gast)


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CS:

"Input to the PWM comparator. The current flowing in the MOSFET is 
sensed through a resistor, the resulting voltage is applied to this pin 
and compared with an internal reference to determine MOSFET turn-off."

MfG

von Mark S. (voltwide)


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Ich würde es so erklären: Der PWM-controller stoppt die jeweilige 
Einschaltphase in dem Moment wo die gemessene shunt Spannung den vom 
COMP-out vorgegebenen Sollwert überschreitet.

von hauspapa (Gast)


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Fragender schrieb:
> Wenn ich jetzt aber den RS so ändere, dass sich der Wert für den Strom
> für den light-load Fall also reduziert. Das notwendige Niveau aber
> wiederum mit dem Offset ausgelichen wird. Dann habe ich doch damit immer
> noch nicht verhindert, dass sich der COMP im light load Fall unter dem
> Burst threshold bei 2.65V - 0.02V Hysterese (20mV) bewegt.

Du machst das anders herum:

RS (oder R5) legst du für vollen Strom aus (zusammen mit R13, R4, R15 
und der Kennlinie aus Fig. 17). Die OCP  soll ja verhindern das du 
deinen Transistor in Sättigung treiben kannst, sonst fliegt dir im 
Zweifelsfall Q1 um die Ohren. Dann hebst Du mit Rc und R aus Fig. 12 den 
Pegel an CP um auch bei kleinen Strömen CS über 20mV zu halten.

Spätestens wenn die minimal erreichbare Einschaltzeit zuviel Energie 
überträgt landest du trotzdem im Burstmode. Geht nicht anders, sonst 
steigt dir die Ausgangsspannung an.

Die PWM erzeugung ist im Blockdiagramm schön gezeichnet: Eingeschaltet 
wird vom Oszillator (über Modeselection & Co.), ausgeschaltet wenn CS 
grösser als Comp.

von hauspapa (Gast)


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hauspapa schrieb:
> das du
> deinen Transistor in Sättigung treiben kannst,

Sorry sollte natürlich heissen:
deinen Trafo in Sättigung treiben kannst,

von Fragender (Gast)


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hauspapa schrieb:
> Fragender schrieb:
>> Wenn ich jetzt aber den RS so ändere, dass sich der Wert für den Strom
>> für den light-load Fall also reduziert. Das notwendige Niveau aber
>> wiederum mit dem Offset ausgelichen wird. Dann habe ich doch damit immer
>> noch nicht verhindert, dass sich der COMP im light load Fall unter dem
>> Burst threshold bei 2.65V - 0.02V Hysterese (20mV) bewegt.
>
> Du machst das anders herum:
>
> RS (oder R5) legst du für vollen Strom aus (zusammen mit R13, R4, R15
> und der Kennlinie aus Fig. 17). Die OCP  soll ja verhindern das du
> deinen Transistor in Sättigung treiben kannst, sonst fliegt dir im
> Zweifelsfall Q1 um die Ohren. Dann hebst Du mit Rc und R aus Fig. 12 den
> Pegel an CP um auch bei kleinen Strömen CS über 20mV zu halten.

Warum der CS 20mV, das hat doch nichts mit der Burst-Mode Hysterese zu 
tun?!
>
> Spätestens wenn die minimal erreichbare Einschaltzeit zuviel Energie
> überträgt landest du trotzdem im Burstmode. Geht nicht anders, sonst
> steigt dir die Ausgangsspannung an.

Wie meinst du das? Ich hätte gemeint, dass wenn die minimale 
Einschaltzeit so klein wird, also so wenig Energie übertragen wird - 
weil ja die Last kaum bis gar nicht da ist, geht es über in den Burst 
Mode.
Sprich im worst case PWM soll < 0 sein, was ja nicht geht. Dann tritt 
der Burst Mode ein.


Was ich immer noch nicht begreife ist:
Angenommen man hat eine COMP Spannung von über 2.65V, sagen wir 3V. Man 
ist also im normalen Betrieb, aber nicht im Burst Mode. Nun ist VFF so 
eingestellt, dass der OCP bei 0.95V erst eingreift. Auch hier nehmen wir 
aber das Maximum, also 1V. (Kennlinie figure 17 aus Bild Vff oben).
Wie kommt es jetzt, dass die PWM trotzdem richtig arbeitet, obwohl die 
CS-Spannung nie die 3V erreicht. Und wenn CS einen grösseren Wert als 1V 
erreicht schreitet ja die OCP ein.
Also wie funktioniert das genau?

von hauspapa (Gast)


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Ok, vergiss alles was ich geschrieben haben:
Das Blockdiagramm ist wohl missverständlich.

Zum Comp Pin steht:
The dynamics of the pin are in the 2.5 to 5 V range.

Zum CS Pin
...of the maximum overcurrent setpoint (1 V)

Figure 17 legt nahe das COMP und CS nicht direkt verglichen werden 
sondern irgendwie noch durch den Voltage Feed Forware Block gehen.

Steht auch irgendwo im Text:
is turned off as the voltage on the current sense pin reaches an
internal reference set by the line feedforward block.

Hübsch gezeichnet ist das nicht.

Das Konzept das Stromsignal mittels Spannungsteiler anzuheben scheint 
trotzdem zu stimmen. Wie das genau skaliert bleibt aber etwas unklar.

viel Erfolg
hauspapa

von Fragender (Gast)


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hauspapa schrieb:
> Ok, vergiss alles was ich geschrieben haben:
> Das Blockdiagramm ist wohl missverständlich.
>
> Zum Comp Pin steht:
> The dynamics of the pin are in the 2.5 to 5 V range.
>
> Zum CS Pin
> ...of the maximum overcurrent setpoint (1 V)
>
> Figure 17 legt nahe das COMP und CS nicht direkt verglichen werden
> sondern irgendwie noch durch den Voltage Feed Forware Block gehen.
>
> Steht auch irgendwo im Text:
> is turned off as the voltage on the current sense pin reaches an
> internal reference set by the line feedforward block.
>
> Hübsch gezeichnet ist das nicht.
>
> Das Konzept das Stromsignal mittels Spannungsteiler anzuheben scheint
> trotzdem zu stimmen. Wie das genau skaliert bleibt aber etwas unklar.
>
> viel Erfolg
> hauspapa

Ich frage mich gerade wie man das zuerst einmal grob und rechnerisch 
auslegen will, wenn man nicht mal weiss wie der Feedforward voltage 
block in das Geschehen eingreift...?
Das wird hier irgendwie gar nicht erklärt.
Wie könnte man das am Besten herausfinden, wie das Zusammenspiel ist?

von hauspapa (Gast)


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Man beachte das sich genau in diesem Punkt das Block Diagramm im 
Datenblatt und das circuit diagram unter 
https://www.st.com/en/power-management/l6566bh.html#quickview-scroll 
unterscheiden.

von hauspapa (Gast)


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Fragender schrieb:
> Ich frage mich gerade wie man das zuerst einmal grob und rechnerisch
> auslegen will, wenn man nicht mal weiss wie der Feedforward voltage
> block in das Geschehen eingreift...?

Weis man ja, wenn man im Datenblatt auf Seite 15 Fussnote 4 gelesen hat. 
Was ich für ziemlich gemein versteckt halte.

von Fragender (Gast)


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hauspapa schrieb:
> Fragender schrieb:
>> Ich frage mich gerade wie man das zuerst einmal grob und rechnerisch
>> auslegen will, wenn man nicht mal weiss wie der Feedforward voltage
>> block in das Geschehen eingreift...?
>
> Weis man ja, wenn man im Datenblatt auf Seite 15 Fussnote 4 gelesen hat.
> Was ich für ziemlich gemein versteckt halte.

Autsch!
Danke, du darfst mich gerne blamieren aber bitte nicht so derb :P

Ok, danke mal soweit, ich muss das alles mal verarbeiten.
Ich würde mich gerne bei Bedarf wieder melden.
Bis dann

von Hauspapa (Gast)


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> Autsch!
> Danke, du darfst mich gerne blamieren aber bitte nicht so derb :P
>

Entschuldige bitte, das war absolut nicht gegen Dich gemeint. Ein derart 
wichtiger Funktionszusammenhang gehört für mich nicht in eine Fussnote 
sondern direkt in die Beschreibung. Keine Ahnung was ST sich da gedacht 
hat. Hab mich da auch nur auf Umwegen hinverirrt.


> Ich würde mich gerne bei Bedarf wieder melden.
> Bis dann

Ich freu mich drauf.

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