Εξέταση παλμοτροφοδοτικού χωρίς παλμογράφο;

[fmav]

Κοιτώντας το κύκλωμα, μάλλον θα έλεγα ότι χωρίς παλμογράφο δε θα μπορέσεις να βγάλεις εύκολα άκρη. Ειδικά αν θέλεις να το δουλέψεις σε μεγάλη ισχύ.
Επίσης παρατηρώ ότι το κύκλωμα έχει ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα, καθώς δεν έχει feedback loop compensation (στον error amplifier) και ως εκ τούτου θα ταλαντώνει, θα κάνει θόρυβο, και θα καταπονεί τα εξαρτήματα πάρα πολύ (και θα τα καίει πολύ συχνά).
Sorry, αλλά προβλέπω ότι θα ταλαιπωρηθείς αρκετά...

[FILMAN]

Έχει ένα πυκνωτή 10nF στο πιν 9 για αντιστάθμιση... Τώρα κατά πόσο αυτός μόνο είναι αρκετός δεν ξέρω...

[fmav]

Ναι, όμως ο error amp είναι open loop, δεν υπάρχει αρνητική ανάδραση. Οπότε ουσιαστικά λειτουργεί ως συγκριτής.

[FILMAN]

Μα σε κανονική λειτουργία θα κλείσει ο βρόχος.

[fmav]

Όχι, αναφέρομαι στον error amplifier στο εσωτερικό του 3525 (pins 1,2 και 9), ο οποίος στο κύκλωμα συνδέεται χωρίς αρνητική ανάδραση και άρα λειτουργεί ως συγκριτής. Το αποτέλεσμα είναι οι παλμοί pwm να μην αλλάζουν ομοιόμορφα και σταδιακά ανάλογα με την τάση εξόδου, αλλά απότομα. Όταν δηλαδή η (ανηγμένη προς στην Vref) τάση εξόδου είναι μεγαλύτερη από την Vref, τότε θα σταματάνε οι pwm, ενώ όταν είναι μικρότερη, οι pwm θα είναι στο max duty cycle.

[Panoss]

Λέω να φτιάξω αυτό το buffer για την κάρτα ήχου, για να τη χρησιμοποιήσω σαν παλμογράφο.
Νομίζω το παλμοτροφοδοτικό που χω δουλεύει στους 20kHz οπότε πρέπει να μπορεί να το μετρήσει.

[FILMAN]

Όχι, αναφέρομαι στον error amplifier στο εσωτερικό του 3525 (pins 1,2 και 9), ο οποίος στο κύκλωμα συνδέεται χωρίς αρνητική ανάδραση και άρα λειτουργεί ως συγκριτής. Το αποτέλεσμα είναι οι παλμοί pwm να μην αλλάζουν ομοιόμορφα και σταδιακά ανάλογα με την τάση εξόδου, αλλά απότομα. Όταν δηλαδή η (ανηγμένη προς στην Vref) τάση εξόδου είναι μεγαλύτερη από την Vref, τότε θα σταματάνε οι pwm, ενώ όταν είναι μικρότερη, οι pwm θα είναι στο max duty cycle.

Όχι δεν είναι έτσι, αν διαβάσεις το datasheet θα δεις ότι η έξοδος αυτού του συγκριτή συμπεριφέρεται ως πηγή ρεύματος (πρόκειται δηλαδή για ενισχυτή διαγωγιμότητος) οπότε η έξοδός του λόγω του πυκνωτή που μπαίνει εκεί πράγματι δεν αλλάζει απότομα.

[fmav]

Όχι δεν είναι έτσι, αν διαβάσεις το datasheet θα δεις ότι η έξοδος αυτού του συγκριτή συμπεριφέρεται ως πηγή ρεύματος (πρόκειται δηλαδή για ενισχυτή διαγωγιμότητος) οπότε η έξοδός του λόγω του πυκνωτή που μπαίνει εκεί πράγματι δεν αλλάζει απότομα.

Ναι, η έξοδος δεν αλλάζει απότομα, αφού ο πυκνωτής λειτουργεί ως φίλτρο low pass (βέβαια τίθεται και το θέμα αν ο error amp έχει τη δυνατότητα να οδηγήσει χωρητικότητα απευθείας χωρίς να γονατίσει η έξοδος του). Όμως η αιτία που προκαλεί την φόρτιση και εκφόρτιση του πυκνωτή, που είναι το αποτέλεσμα της σύγκρισης, αλλάζει απότομα. Απλά ο πυκνωτής καθυστερεί την εμφάνιση του αποτελέσματος.

Είναι λάθος πρακτική σε ένα κύκλωμα ελέγχου να καταργεί κανείς την ανάδραση, βάζοντας ένα low pass φίλτρο στην έξοδο, το οποίο απλά καθυστερεί τις όποιες διορθωτικές κινήσεις. Ουσιαστικά δίνεται μια ψευδαίσθηση σταθερότητας, όμως οι ταλαντώσεις παραμένουν και επιπλέον το σύστημα έχει αργή απόκριση. Στην πράξη στα παλμοτροφοδοτικά αυτό μεταφράζεται άμεσα σε ακουστικό θόρυβο από τον Μ/Σ, σε Η/Μ θόρυβο (EMC) και σε αργή απόκριση σε μεταβολές φορτίου εξόδου, καθώς μακροπρόθεσμα και σε γήρανση των εξαρτημάτων ισχύος.

Μαθηματικά, είναι σαν να έχουμε στη συνάρτηση μεταφοράς πολυώνυμο με ίδιο βαθμό s και σε αριθμητή και σε παρονομαστή. Αν δεν υπήρχε ο πυκνωτής θα είχαμε αριθμητή με βαθμό s μεγαλύτερο (απόλυτη αστάθεια). Για να θεωρηθεί ένα σύστημα ευσταθές πρέπει ο παρονομαστής να έχει μεγαλύτερου βαθμού πολυώνυμο από τον αριθμητή (για να μη ξεχνάμε και τον Laplace ) πράγμα που γίνεται μόνο με αρνητική ανάδραση.

[FILMAN]

Ναι, η έξοδος δεν αλλάζει απότομα, (ακριβώς!) αφού ο πυκνωτής λειτουργεί ως φίλτρο low pass (βέβαια τίθεται και το θέμα αν ο error amp έχει τη δυνατότητα να οδηγήσει χωρητικότητα απευθείας χωρίς να γονατίσει η έξοδος του (Μα να γονατίσει θέλουμε! Σου είπα και πριν ότι η έξοδος αυτού του τελεστικού είναι πηγή ρεύματος). Όμως η αιτία που προκαλεί την φόρτιση και εκφόρτιση του πυκνωτή, που είναι το αποτέλεσμα της σύγκρισης, αλλάζει απότομα. Απλά ο πυκνωτής καθυστερεί την εμφάνιση του αποτελέσματος. (Όχι δεν είναι ακριβώς έτσι... Σκέψου ένα κύκλωμα αναστρέφοντος ενισχυτή με τελεστικό...)

Είναι λάθος πρακτική σε ένα κύκλωμα ελέγχου να καταργεί κανείς την ανάδραση, βάζοντας ένα low pass φίλτρο στην έξοδο, το οποίο απλά καθυστερεί τις όποιες διορθωτικές κινήσεις. (Μα δεν είπα να καταργήσουμε την ανάδραση! Απλώς ο πυκνωτής αυτός περορίζει την απολαβή του συστήματος στις υψηλές συχνότητες προκειμένου να μην έχουμε αρρυθμία στη λειτουργία του παλμοτροφοδοτικού καθώς ο συγκριτής αυτός θα προσπαθεί να σταθεροποιήσει την τάση εξόδου του τροφοδοτικού σε επίπεδο mV...) Ουσιαστικά δίνεται μια ψευδαίσθηση σταθερότητας, όμως οι ταλαντώσεις παραμένουν (αυτό συμβαίνει αν το παρακάνεις με τη χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή) και επιπλέον το σύστημα έχει αργή απόκριση (είναι το αντίτιμο που πληρώνεις για να πάρεις σταθερότερη λειτουργία... Έχεις σταθερότερη λειτουργία, αλλά η τάση εξόδου θα παίζει λίγο γύρω από την επιθυμητή τιμή). Στην πράξη στα παλμοτροφοδοτικά αυτό μεταφράζεται άμεσα σε ακουστικό θόρυβο από τον Μ/Σ, σε Η/Μ θόρυβο (EMC) (όχι, αυτά είναι αν δεν βάλεις καθόλου αντιστάθμιση) και σε αργή απόκριση σε μεταβολές φορτίου εξόδου, (όχι, αυτό γίνεται αν βάλεις υπερβολικά μεγάλη αντιστάθμιση) καθώς μακροπρόθεσμα και σε γήρανση των εξαρτημάτων ισχύος.

Μαθηματικά, είναι σαν να έχουμε στη συνάρτηση μεταφοράς πολυώνυμο με ίδιο βαθμό s και σε αριθμητή και σε παρονομαστή. Αν δεν υπήρχε ο πυκνωτής θα είχαμε αριθμητή με βαθμό s μεγαλύτερο (απόλυτη αστάθεια). Για να θεωρηθεί ένα σύστημα ευσταθές πρέπει ο παρονομαστής να έχει μεγαλύτερου βαθμού πολυώνυμο από τον αριθμητή (για να μη ξεχνάμε και τον Laplace ) πράγμα που γίνεται μόνο με αρνητική ανάδραση.

Τα δικτυώματα αντιστάθμισης συνήθως προσδορίζονται πειραματικά.

[fmav]

Επειδή μάλλον μιλάμε από άλλη βάση, παραθέτω το τμήμα βιβλίου για παλμοτροφοδοτικά που αναφέρεται σε αντιστάθμιση ανάδρασης. Για να έκανε τόσο κόπο ο συγγραφέας να γράψει αυτό το κεφάλαιο, μάλλον κάποια σημασία έχει.

Επιπλέον, αν κοιτάξει κανείς το σχήμα Β-10 στη σελίδα 202, θα δει το εσωτερικό κύκλωμα του κυκλώματος ελέγχου (όπως και το 3525). Εκεί λοιπόν υπάρχει ένα δικτύωμα αρνητικής ανάδρασης (COMP). Αυτό το δικτύωμα δεν υπάρχει στο κύκλωμα που παρουσιάστηκε αρχικά από τον panoss. Υπάρχει μόνο ένας πυκνωτής στην έξοδο του error amplifier προς τη γη (χωρίς ανάδραση επαναλαμβάνω). Προσωπικά δεν έχω δει κατασκευαστή να προτείνει συνδεσμολογία που να μην έχει αυτό το δικτύωμα, αν κάποιος βρει κάτι διαφορετικό στο net θα είχε ενδιαφέρον να το δούμε.

Αυτά από μένα πάνω σε αυτό το θέμα, άλλωστε ήδη κινούμαστε σε μονοπάτια offtopic...

EDIT: να προσθέσω μόνο ότι η έξοδος του error amplifier δεν μπορεί να είναι πηγή ρεύματος, καθώς οδηγείται στην είσοδο συγκριτή τάσης (όπου γίνεται σύγκριση με την ράμπα και παράγεται ο pwm), ο οποίος έχει εξ ορισμού υψηλή αντίσταση εισόδου.