Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Ćuk konverter - izrada
Hvala puno.

Ja pokusavam ovde da pokrenem C2000 okruzenje, gledam dokumentaciju i ostalo.
Generalno je slicno kao kod ARM-a organizovano, ima low-level pristup recimo slicno CMSIS i ima driver_lib koji je slican HAL STM-ovim bibliotekama tako da se moze uci lako u logiku a detalja ima mnoooogoo, posebno za PWM tako da idemo redom.

Dalje sto se tice SR dela na primarnoj AC strani, u sustini tu MCU nema posla, ako imamo Si82xx drajver vec spreman, onda jedan komparator pokriva celu logiku, detektuje prolaz kroz nulu i pali ili pozitivno ili negativno polarisane MOS-FET, to radi 1:1 i to na vise kHz jer imamo vrlo brze drajvere, tu nema PWM, samo sinhrono paljenje grana bez MCU sto je malkice usteda na I/O linijama i te slobodne linije mozemo da iskoristimo za neke shift-registers za dodatnih 8IN i 8OUT za spominjane DIP-Switch i LED i da ostanemo na "malom" Piccolo F28027.
Reply
Za class D ti treba samo jedna jedina pwm linija ako koristiš drajvere poput Si8234.

Takav ima jedan pwm ulaz za: uslovni top i uslovni bottom i integrisanu DT kontrolu.
Dakle, kod takvog drajvera nije rezervisan ni jedan od ISO drajvera(VOA, VOB) kao top i bottom, već se mogu koristiti po nahođenju zato što su potpuno izolovani i sasvim nezavisni. Čak se i metodom boostrap napajanja (charge pump) može napajati bilo koji od njih.

Kod njih je pravilo da: dok je pwm=L, aktivan je VOB, a kad je pwm=H, aktivan je VOA. DT je simetričan i stoji između prelaska sa jedno na drugo stanje.
Inače, za class D je DT veoma kritična stvar. Ako se žele krajnje minimalna izobličenja onda DT mora biti tesno na ivici uzdužnog provođenja pojedinačnog HB. To treba prepustiti hardverskoj napravi jer je izuzetno tačna i ponovljiva i nema zavisnost od MCU. Zato su ti drajveri vrh, osim toga imaju 4Apk i teoretski guraju do 8MHz!
Sufiks iza oznake Si8234 se odnosi na UVLO sekundarne strane (oba VOx imaju taj UVLO). Na primer Si8234BB je 8V UVLO. To zabranjuje pobudu gejtova ispod te vrednosti napona.
-------------------------------------------------
Jedan pwm dovedeš na oba Si8234.
Na prvom (recimo levi polumost) kao top stranu proglasiš VOA, kao bottom VOB.
Na drugom kao top stranu proglasiš VOB, a kao bottom VOA i sve je rešeno.

Radi sklada sa narednim objašnjenjima izabraćemo sledeću postavku:
- levi HB postavljamo kao VOA=top, VOB=bottom, desni HB suprotno.
- u tom slučaju će pri porastu pwm  (duty, D) iznad 50% levi postati pozitivan u odnosu na desni, pri smanjenju D ispod 50% levi će postati negativan u odnosu na desni.

Dakle usvajamo desni kao Common, levi kao Vout.

Kada je pwm iz MCU tačno na mrtvih 50%, na izlazu posle filtra nema napona, tj. razlika je 0 pošto su oba pwm na polumostovima =50%.
Tada se izlaz (uvek mislim na posle filtera) ponaša kao prividan kratak spoj za neki potencijalni spoljni izvor, a H most kao snažan boost konvertor koji svaku razliku između izlaza, koja nije nula, po svaku cenu pokušava da poravna na nulu i pri tom usisava energiju iz tog spoljnog izvora sa korespodentnim smerom struje, pumpajući je nazad u svoje napajanje. Pošto se tada FB ponaša i kao ispravljač, šta god bilo na izlazu kao spoljni izvor(u smislu polariteta), uvek će praviti porast napajanja FB.

4Q rad deluje strašno složeno ali i nije (ako se izuzmu same kontrole po CC i CV).

Pretpostavimo da H most recimo ima tačno 50Vdc napajanja iz nekog na primer akumulatora (izvor kome napon ne zavisi od veličine i smera struje kroz njega).

Pretpostavimo da se na zajednički pwm dovede recimo tačno 40% (posmatrajući na primer levi polumost).
Na levom HB će biti osrednjen napon iza filtra 50Vx0.4=20V, a na desnom HB će biti 50Vx(1-0.4) tj. 50Vx0.6=30V
Iza filtera oba polumosta će biti sledeće stanje: levi HB= 20V u odnosu na minus napajanja FB, a na desnom HB će biti 30V iza filtra. Ono što nas zanima je razlika između izlaza FB, a to je 20-30=-10V tačno (desni usvojen kao comm). Levi je negativan u odnosu na desni jer je pwm ispod 50% na levom a iznad 50% na desnom.
Imamo dakle po +-50% "prostora" na svaku stranu za promenu od 0 do +-50V na izlazu, odnosno u datoj situaciji 1% pwm po voltu.

E sad, ako na izlaz stavimo neki spoljni izvor koji ima tačno -10V, tj. jednakog napona i polartiteta kao FB, neće teći struja ni kroz taj izvor ni kroz FB (osim reaktivnih struja zavojnica u filtrima).
Dakle ne događa se ništa.
Ako se taj spoljni izvor samo malo razlikuje od -10V struja će poteći u smeru koji teži da poravna stanje na tu vrednost.
Ako je samo malo veći napon tog spoljnog izvora, FB će pokušati da ga prepumpa u svoje napajanje pokušavajući da održi tačno -10V na svom izlazu i to bez ikakve NFB.
Ako je samo malo manji napon na tom izvoru, FB će pokušati da nadoknadi tih -10V gurajući struju iz svog napajanja u taj izvor.

Smer toka struje zavisi samo od toga da li se eksterni izvor razlikuje od osrednjenog (i pretpostavljenog) rezultata pwm na FB.

Za 4Q kontrolu po CC ili CV pravila su sledeća:

a) CV kontrola:
- držimo pwm na 50% i izlazni napon je: FB=0, glumi kratak spoj i aktivno brani tih 0V od spoljnog "ataka" :-)
- treba nam pozitivan napon (desni HB usvojen kao comm)  povećavamo pwm iznad 50% dok ne uspostavimo taj željeni napon.
- treba nam negativan napon, smanjujemo pwm ispod 50%, dok ne uspostavimo željeni napon.

NFB je potrebna samo da nadoknadi razliku koja nastaje od pada napona na prigušnicama i mosfetima zbog trenutnog toka struje. Naravno i da koriguje promene u naponu napajanja FB.
 
b) CC kontrola:

- ako nam struja ulazi u levi HB (dodirne negativni CC set), to znači da nam je pwm manji od potrebnog. Onda od trenutnog pwm povećavamo pwm na gore sve dok struja ne opadne na zadati CC limit. Napon na izlazu će zauzeti vrednost koju ima spoljni izvor,takođe i taj polaritet.
- ako nam struja izlazi iz levog HB (dodirne pozitivni CC limit), smanjujemo pwm u odnosu na trenutnu vrednost sve dok struja ne postane jednaka stanju koje je zadato za CC limit. Napon na izlazu će zauzeti stanje koje ima spoljni izvor, takođe i polaritet.

U CC modu ne vodimo više računa o onih 50% jer pwm treba biti približno korespodentan naponu spoljnog izvora, kakav god da je jer nas interesuje samo struja.
---------------------------------------------------

Za CC se postavilja dva CC set: i pozitivni i negativni odjednom i ne moraju biti simetrični (već po potrebi).
Zanima nas samo smer i veličina izlazne struje: ulazak u levi HB= diži pwm dok ne postane ograničena na željenu, izlazak iz levog HB = spuštaj pwm dok struja ne postane željena. Napon na izlazu nas ("nas" čitaj kao NFB) ne zanima.

U digitalnom obliku je potrebna takva kontrola da je CC UVEK nadređena CV kontroli.
Tj. ako recimo izaberemo recimo skalu od 0 do +-1000 za CV izlaz iz NFB, onda nam CC izlaz iz strujne NFB mora biti 0 do +-2000.
Ta dva izlaza se najprostije saberu i suma se ograniči na max. +-1000. Odnosno, CC izlaz uvek mora biti sposoban da prekrije stanje CV izlaza od 0-100% skale.
Pošto nam je sumator limitovan na +-1000, bez obzira na sumu, onda nam je konačni pwm zadatak recimo +-1000 za promenu (registar) pwm od recimo +-50% u odnosu na presetovanih 50% koji su u stvari nulti izlaz. Ne mora biti toliko već se skalira prema potrebi pwm modula.

I eto kontrolnog algoritma za 4Q CV i CC kontrolu.  

U analognom obliku to recimo može izgledati kao na primer ovako nešto (jedno od mogućih rešenja):


.asc   4Q_ctrl.asc (Size: 5,74 KB / Downloads: 5)


Pozdrav,
Macola

P.S.

Zaboravih:
Naravno, ako nije dodirnut ni jedan od CC limita izlaz iz CC kontrole treba da bude =0. Onda opremom upravlja samo CV kontrola.
Reply
@Macola Class-D se "izrodio" silom prilika posto smo imali vec dva TOP MOS-FET za "output disable" tako da mi treba odvojena kontrola fetova,, sad da li 2 PWM linije ili 4 je pitanje, sa jednom ne mogu to da resim sve osim nekih dodatnih driver-enable signala.
Reply
Zašto ti treba dve odvojene kontrole kad Si drajveri imaju enable ulaze?

I gde ste imali dva dodatna top mosfeta?
Reply
Kada deaktiviraš oba enable na Si drajverima, svi mosfeti "ćute" i imaš jedan običan grec od njihovih body dioda.
Dok na izlaz ne zakačiš nešto što je veće od napajanja FB, ne događa se ništa, ako zakačiš veće onda napajanje FB raste i ništa se ne može spasti osim ako rekuperacijom ne vratiš nazad ili potrošiš nekim otpornikom.
Reply
Možda grešim, jer nisam gledao temu odavno?

Da li ste usvojili class D FB ili neku verziju Ćuk, za izlazni stepen (ne pitam za rekuperaciju)?

P.S.

Usput, pogledaj pažljivo moj opis CC i CV algoritma (u par postova iznad) jer je to ispravan način za 4Q kontrolu.
Reply
Hmm, da u pravu si, ja ne mogu potpuno da iskljucim H-bridge da ne provodi ni u jednom smeru, interne diode ce da vracaju nazad napon ako je veci napon.

Da li ima "nesto" bez internih dioda? Smile
To "nesto" trazim odavno, to bi i za SR valjalo jer onda mozemo tu i rekuperator da napravimo!
Reply
(06-04-2019, 06:08 PM)mikikg Wrote: Hmm, da u pravu si, ja ne mogu potpuno da iskljucim H-bridge da ne provodi ni u jednom smeru, interne diode ce da vracaju nazad napon ako je veci napon.

Da li ima "nesto" bez internih dioda? Smile
To "nesto" trazim odavno, to bi i za SR valjalo jer onda mozemo tu i rekuperator da napravimo!

Back-to-Back mosfeti
LP
Dragan
Reply
Mislim, stvarno bi bilo suludo uključiti 100V u napajanje koje je predviđeno za 50V izlaza...

Do tih 50V, sa isključenim mosfetima, interne diode formiraju grec koji je zaporno polarisan sa tih 50V i jednostavno se ništa ne događa sve dok spoljni napon ne pređe tih 50V. Kad pređe tih 50V i dalje se ništa neće dogoditi sve do probojnog napona mosfeta i bulk elko, a iznad toga ga nikakva mera neće spasti jer je to granična mogućnost komponenti.
Biće razvaljeni samo energijom iz elko, ako on ne pukne prvi.

Dakle, nema nikakve potrebe za traženjem komponenti bez dioda ili stavljanjem back to back mosfeta ili sličnim merama koje će raskinuti izlaz ispravljača za napon veći od graničnih mogućnosti komponenti.
Može kontaktor sa forsiranim gašenjem varnice, ako ne zakasni.

I pored toga se može naći budala koja će možda to gurnuti i u 230V ili 400V i ako lepo piše max. 50V, ili ga možda udariti ciglom pa upropastiti...
Šta protiv toga, ili možda protiv potencijalnog zemljotresa, radijacije, zmija, pacova?
Ako baš treba, za vojno-svemirske potrebe, hajde da stavimo po dva back to back IGBT od 5KV.
Može, ali za 20Kevra po komadu sprave.

---------------------------------------------------------

Nema svrhe raditi bespotrebne stvari i komplikovati sklop preterano. Što više komponenti - drastično raste verovatnoća otkaza.
Čista statistika!

Četiri mosfeta u FB, u isključenom stanju rade kao grecov spoj koji može na svoje izlaze (koji su ekvivalentni AC ulazima greca) primiti spoljni napon u granicama proboja tih mosfeta i eventualno bulk elko.
Zar ima potrebe nešto preko toga?

Vreme detekcije spoljnog napona koji "usisavanjem" ne može savladati rekuparator je dugačko i sasvim dovoljno zato što između izlaza i bulk elko stoje izlazne filterske prigušnice i grec klampovan tim bulk elko.
Dakle, ekstremno brza pojava na izlazu biva jako usporena i vremenski razložena. Nagib joj je toliko drastično manji da se sasvim sporom detekcijom (reda nekoliko mS) može razlučiti skok reda 20+V na bulk elko, kad rekuperator jednostavno ne može primiti više struje i otkačiti enable na drajverima. 

To je recimo potencijalan slučaj kad  bi nam otkazao CC a imamo zakačen akumulator od viljuškara na izlazu...
Pa nek i pukne onda, majku mu božju imperijalističku! - što bi rekao pokojni Čeda tokar

Sa rekuperatorom imamo čak pravo da u ispravljač za 50V gurnemo čak i do 70V i to će  biti vraćeno u mrežu do maksimalne moguće struje rekuperatora, pod uslovom da je elko predviđen za 80V i mosfeti takođe (što je inače neophodno kad se koristi rekuperator, iz razloga koje sam na početku teme naveo).

Dakle, preživeće tešku budaletinu koja gura 70V u 50V ispravljač!
Šta će čovek više od jednog ispravljača? Muzičku želju možda?

------------------------------

Konačno, za izlazni stepen je sasvim dovoljan običan FB sa 4 normalna mosfeta, koji bi za 50V mašinu sa rekuperatorom trebalo dimenzionisati da budu za 100V i nema dalje.
Sve je tu: promenljiv polaritet, 4Q rad, otkačinjanje izlaza, odlična filtracija kao i kod klasične class D i sposobnost rada sa audio frekvencijama na izlazu, kod manjih C opterećenja na izlazu.

Mogao bi se normalno upotrebiti i bilo kakav gotov FB class D (bez DC zvučničke protekcije), ukloniti ulazni C, a u audio ulaz iz MCU dovesti izlaz iz DAC umesto pwm, u svrhe 4Q ispravljača, gde bi MCU nadgledao CC i CV podatke, formirao NFB i kompenzaciju i dimenzionisao DAC umesto pwm, potpuno istim algoritmom.

To je takođe vrlo interesantna putanja za 4Q mašinu reda nekoliko ampera i potpuno normalna i realna.
Ima tih modula kao blata za dž. pare, samo im treba eliminisati zvučničku DC protekciju.

Toliko o tome. 

I da, dovoljan je jedan pwm na SI drajverima i jedan enable, za sve nabrojane funkcije sprave: od 4Q rada pa do otkačinjanja izlaza kao totalne protekcije ili u svrhe merenja pre aktivacije, eventualno kontrole praznog hoda: pulsnog punjenja akumulatora, upravljanje DC motora sa čitanjem stvarne EMF u delićima mS, pustanje Hi Fi muzike na ispravljaču i tako dalje i tako dalje...
Reply
(05-27-2019, 11:45 AM)Macola Wrote: Da Dragane. Naravno da može i tako.

Ona druga opcija sa LM5030 ne pije vodu sa NFB. Jedino se može koristiti za duty blisko 50%, bez NFB.

Problem push-pull forward konvertora je kapacitativno opterećenje.
Ono se može dopustiti tek ako je duty skoro punih 50%. Onda su udarne struje punjenja elko u podnošljivim granicama.
U suprotnom, sa manjim pwm, te udarne struje toliko narastiu da efikasnost opadne na ispod analognog stabilizatora.
Ujedno se pojavi i enormna buka na konvertoru i puno greje.

Taj problem sa više stabilnih sekundara se rešava flajbekom ili current-feed  konvertorom, a taj drugi može biti SIC, DIC ili full-bridge.
U oba slučaja (flyback ili current-feed) se može dopustiti kapacitativno opterećenje jer ispred ispravljačkog dela stoji strujni izvor, tj. kalem. Kod flajbeka su to primar i procep jezgra, kod CF topologija je to kalem ispred overlap prekidača koji guraju trafo.

Jedini izuzeci su koji mogu dopustiti kapacitativni teret su neregulisani: push-pull, HB ili FB koji imaju tesnih 50% duty,  umanjenih samo za dead-time.

Sad sam tek video ovaj Macolin post!

Shema je ova:

[Image: attachment.php?aid=30199]

LM5030 tu radi sa skoro 50% Duty (umanjen za interni DT)
Razmerje N1,N2 : N3,N4, ...Nn je 15V:20V = 1 : 3,3
i očekivamo sa max Duty LM5030 tih max 20-21V prije stabilizatora LM317

NFB se aktivira tek kod napona koji bi bio slučajno viši!
Djelitelj FB je podešen tako da je aktivacija preko FB pina (prag 1,250V) tek tada kad se pojave naponi (na C9) viši od 21V

Ostalo je zapravo isto kao kod Push-pull "mališana!" alias P-P Piccolo :-) ; trafo, mat.trafoa, način motanja primara i sekundara...

EDIT:
V1 može da bude do max 100VDC (LM5030)
V1 če inače biti oko 36-40VDC (ulaz u CUK), do max 60VDC kod prepumpavanja Cin CUKa i dok ne počinje rekuperacija.
U stanju 36-40VDC napona PP LM5030 radi sa max Duty cca 50%, NFB je tada neaktivna.
Kad poraste napon preko recimo 45-47VDC i počinje raditi i rekuperator, onda NFB LM5030 počinje biti aktivan i Duty se polako umanjuje ispod 50%.
Tako da imamo ispred LM317 stabilizatora max napon do nekih 25-28VDC, a 317 izlaz imamo podešen na 15VDC, za drivovanje mosfeta Floating napajanjem, onda napajanja +/-15VDC analogije, ...itd
Tu je i strujni limiter primara, UVLO, Thermal shutdown, SoftStart, internal DT, ...
LP
Dragan
Reply
(06-04-2019, 12:54 PM)npejcic Wrote:
(06-04-2019, 11:08 AM)mikikg Wrote: Dovoljno i to za pocetak pa kasnije da porucimo jos jedan ili samo chipove, videcemo vec, hvala unapred!

Naručeno... sad čekamo...

Stiglo danas.
Miki, šaljem ti sutra PostExpressom...
Reply
Hvala Nebojsa.
Meni su stigli LM5164 i LP5907 tako da imam materijal za probu.
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)