Электронный ЛАТР

Eugene.A: Eugene.A
вчера, 16:47 Wladimir_TS: Банально програмный PID регулятор по личному опыту - скажу - очень нетривиальная задача

ПИД-то зачем? Нам только напряжение регулировать.

Нагрузка разная бывает Я просто к тому что реализация алгоритмов регулирования с ОС програмными способами - не так просто, как кажется.

Link: Как по мне то магнитный усилитель с ОС это оптимальный путь

Конструктив дросселя нетривиален. Сердечник тоже непрост.

А основная задача - наладка других ИБП или как в моем случае питание генератора индукционного нагрева который сам по себе еще тот источник помех.

Wladimir_TS: или как в моем случае питание генератора индукционного нагрева который сам по себе еще тот источник помех.

Вам уже перечислили пути решения задачи, Вам не нужен ЛАТр (синус) как таковой.
А делать ЛАТр по принципу ШИМа весьма непростая задача, и требует не только программного контроля/управления, но и правильной ОС, так же необходимо вылизывание топологии схемы ШИМ ЛАТра для минимизации ЭМИ.
Конечно можно собрать ШИМ ЛАТр но цель должна оправдывать средства.

Eugene.A: Народ через бесперебойники с двойным преобразованием аудиотехнику питает, и вроде не жалуются на помехи.

УНЧ по своей схемотехнике сам компенсирует неправильный синус и ЭМИ.

Link: Вы габариты дросселя 3мГн в выходном фильтре рассчитывали?

Нет пока. Просто идею обкатывал.
При моделировании менял индуктивность, но, думаю, и так понятно, на что она влияет, по этому нет смысла рассказывать.

Link:Интересна так же частота среза выходного фильтра, неизвестна величина С22...

Выходной фильтр выполняет точно такую же задачу, как и в обычных понижающих стабилизаторах, по этому расчитывается так же.
На схеме указаны все значения. С20-С22 одинаковые.

Link:...частота среза важна для питания реактивных цепей, т.е. полное выходное сопротивление этого ЛАТра будет ограничивать область его применения.

Конкретный пример?

Link: Лично моё скромное мнение не тот путь выбран. В реале должно появится больше минусов чем плюсов.
Организация ОС тоже вызывает неоднозначные вопросы.

Конкретнее, пожалуйста - какие Вы видите недостатки такого решения?

Link: Как по мне то магнитный усилитель с ОС это оптимальный путь, если идти путём ШИМ то идти путём мостовых УНЧ класса Д с опорным генератором синуса на борту и с ККМ по входу...

Для меня магнитный усилитель - совсем не просто. К тому же, его выходное сопротивление будет больше, чем у предложенного ваританта. Быстродействие хуже, да и точность отработки выхода не та.

УНЧ класса D и то лучше. Но его и подобныую топологию лучше брать при необходимости гальванической развязки выхода от сети. Сложнее, но по другому ни как...
А предложенный вариант - лишь замена обычного ЛАТр-а.

Link: Опять же основная проблема любых ЩИМ это электро магнитные помехи...

Тем не менее, импульсные питатели всё больше оттесняют трансформаторные. Помехи - обычная инженерная задача, довольно не плохо решаемая.

Eugene.A: Народ через бесперебойники с двойным преобразованием аудиотехнику питает, и вроде не жалуются на помехи.

Я как-то рассказывал про работу ИБП в кассетном магнитофоне, даже цифры приводил...

DWD: Link:...частота среза важна для питания реактивных цепей, т.е. полное выходное сопротивление этого ЛАТра будет ограничивать область его применения.

Конкретный пример?

Ну к примеру питание электродвигателя...
Мне сложно предсказать поведение схемы с такой медленной ОС когда нагрузка нелинейная, здесь симулятор может дать ответ, сдаётся мне что таки есть вероятность возбуждения ОС. Токовая ОС ограничит возможную полную мощность в районе Р/2.
Опять же я не понимаю как Вы получили такой неискажённый синус при таком принципе его формирования? Вечером если будет время я более точно посмотрю Ки синуса при разном коэффициенте заполнения импульсов в симуляторе.

DWD: УНЧ класса D и то лучше. Но его и подобныую топологию лучше брать при необходимости гальванической развязки выхода от сети. Сложнее, но по другому ни как...
А предложенный вариант - лишь замена обычного ЛАТр-а.

Я так понимаю данный ЛАТр всё таки искривляет синус, токовое ограничение (токовая ОС) приведёт к ограничению реактивной мощности и вполне возможно приведёт к вынужденным колебаниям напряжения на выходе, но это всё больше догадки чем факты.

Опять же, попытайтесь обосновать мне зачем Вам именно регулируемый по амплитуде синус, я вижу только один предмет где важен именно синус это асинхронные эл. двигатели, больше мне в голову ничего не приходит, для радиолюбительства в 99% случаев достаточно регулируемого источника постоянного напряжения.
В принципе схема интересная но вот сфера её применения весьма непонятна, т.е. зачем воротить огород бороться с ЭМИ динамическими потерями и т.д. и т.п. Ради чего? Если можно взять ЛАТр и не морочить себе голову.

Link: Ну к примеру питание электродвигателя...
Мне сложно предсказать поведение схемы с такой медленной ОС когда нагрузка нелинейная, здесь симулятор может дать ответ, сдаётся мне что таки есть вероятность возбуждения ОС. Токовая ОС ограничит возможную полную мощность в районе Р/2.

Я исходил из того, что стабилизироваться будет действующее значение напряжения. А выставленный уровень стабилизации тока, это скорее уровень его ограничения.
По принципу работы, данная схема является обычным стабилизатором постоянного напряжения и тока, но из-за переменного напряжения питания схемы, пришлось поставить ключи переменного тока.

И для стабилизации именно переменного напряжения, ОС должна быть заторможенной. Она должна отрабатывать действующее значение выходных параметров.
А в пределах нескольких периодов синуса коэффициент заполнения ШИМ вообще не должен меняться. В результате, ключи будут передавать на выход только фрагменты входного напряжения, фильтр на выходе, усреднять и вся схема, по отношкнию к напряжению сети, будет работать делителем напряжения.

Ограничение по току - своего рода защита или предохранитель. Выставили 1А, значит, до этого значения нагрузка работает как обычно, а коротнуло где-то - ток ограничится уровнем 1А и сеть КЗ даже не увидит. Да и в замкнутой нагрузке ограниченный ток меньше накуролесит.

Link: Опять же я не понимаю как Вы получили такой неискажённый синус при таком принципе его формирования?

В телефонии, при цифровой обработке, с частотой дискретизации 8КГц умудряются передать без искажений единицы КГц. Не ужели при частоте 50КГц не вытянем 50Гц?..
LC фильтр из меандра делает синус период в период, а тут ему даже напрягаться не нужно - небольшой перепадик напряжения (тысячный фрагментик) усреднить...

Link: Я так понимаю данный ЛАТр всё таки искривляет синус, токовое ограничение (токовая ОС) приведёт к ограничению реактивной мощности и вполне возможно приведёт к вынужденным колебаниям напряжения на выходе

Нет, синус он не искривляет - передаёт один в один, а как с реактивными нагрузками - посмотрим.

Link: Опять же, попытайтесь обосновать мне зачем Вам именно регулируемый по амплитуде синус

Не сочтите за грубость - а зачем?
Себе я обосновал и решил попробовать. Остальные - пусть сами решают.

Сама идея реализации возникла давно, но за ненадобностью лежала в кладовке памяти. А недавно потребовалось ремонтировать UPS, неправильно отрабатывающий напряжение сети, а ЛАТр-а нет. Как проверить? Конечно, вышел из положения с помощью подручных средств, но "петух-то клюнул" - вот и "зачесался"...

DWD: Я исходил из того, что стабилизироваться будет действующее значение напряжения.

При этом именно действующее напряжение Вы и не измеряете, Вы в водите в ОС амплитудное (пиковое) напряжение, а амплитудное напряжение не может нести иформацию о действующем напряжении если синус искажён. В каком то смысле такая ОС имеет смысл и плюсы но только до тех пор покуда синус не искажён и до тех пор покуда провалы напряжения не так важны, как наличие самого напряжения, но как только нагрузка начнёт коверкать синус то такая ОС бесполезна и пожалуй в ряде случаев будет вредна, т.к. появляется большая вероятность что заторможенность ОС приведёт к генерации ЛАТра на частоте ниже частоты сети, в итоге синус будет гулять по амплитуде.

DWD: Нет, синус он не искривляет - передаёт один в один, а как с реактивными нагрузками - посмотрим.

Добрался я до симулятора.
Честно говоря я думал что синус на активной нагрузке будет куда более искажён чем на самом деле показал симулятор, реактивная нагрузка в виде индуктивности приоткрыла слабые места, а нагрузка в виде входной цепи импульсного блока питания показывает насколько такой ЛАТр является не универсальным и не выполняющим свою основную функцию, картинки прицепил, ток в разной нагрузке пытался задавать один и тот же, амплитудное выходное напряжение около 150В, входное напряжение чистый синус 310В в амплитуде, частота преобразования 50кГц ключи IRF740, коэффициент заполнения импульсов всегда константа и равен 0,5.

Гармоники синуса на активной нагрузке.

Гармоники для индуктивной нагрузки.

Вид выходного напряжения при индуктивной нагрузке.

Гармоники при нелинейной нагрузке типа вход импульсного блока питания.

Вид напряжения при диодно-емкостной нагрузке…

Вы согласны иметь такой синус?
Стоит ли шкура выченки?

DWD: Не сочтите за грубость - а зачем?

У меня есть программа на атмеге8 которая делает практически то что Вам нужно, т.е. есть два 10 разрядных ШИМ ЦАП которые считывают команды с вал кодера и формируют на выходе уровень напряжения с заданной дискретностью, частота работы ШИМ ЦАПА 8кГц которые работают на пассивный RC фильтр, так же задействовано два канала 10 разрядного АЦП который измеряет ток и напряжение и выводит результат измерений на двух строчный шестнадцати символьный дисплей, отредактировать прогу для Ваших нужд не займёт много времени, но вот я не вижу особого смысла делать ЛАТр по этому принципу, т.е. если делать синус то делать синус, а не тратит силы и время на такой результат. Т.е. я не вижу смысла в таком ЛАТре, если Вы обоснуете что Вам это действительно нужно, то я отредактирую программу и выложу исходник с файлами симуляции в протеусе, просто давно я эту прогу написал и вспоминать что и как я там наворотил нет особого желания.

DWD: А недавно потребовалось ремонтировать UPS, неправильно отрабатывающий напряжение сети, а ЛАТр-а нет. Как проверить?

Подать на вход постоянное напряжение не прокатит?

Link: Вы согласны иметь такой синус?

А давно вы смотрели синус в розетке, да ещё если в неё же включен телевизор, например? Ничуть не красивее. Так беда способа, выбранного DWD, в том, что он всю бяку из розетки передаёт на выход. Даже если бы он не вносил вообще никаких искажений, их и так в сети выше крыши. А дальше будет только хуже, по мере вытеснения активных нагрузок (лампы накаливания, ТЭНы, и т.п.) всяческими электронными прибамбасами (даже микроволновки становятся инверторными). А в такой конструкции попытки снизить искажения ниже, чем и так есть в сети - это как стать святее папы римского. Это имеет смысл только при синтезе синусоиды, как в онлайн-бесперебойниках или частотниках.
А выпрямители с конденсаторным фильтром питать от такого ЛАТРа совершенно бессмысленно, в этом вы правы. И дело здесь вовсе не в искажениях - они такой нагрузке по барабану, а в том, что регулятор постоянного тока выйдет на порядок проще и дешевле. Вот только для проверки UPS применять его следует с большой осторожностью - во многих ведь стоит обычный сетевой трансформатор, для зарядки аккумулятора.

Eugene.A: А давно вы смотрели синус в розетке, да ещё если в неё же включен телевизор, например? Ничуть не красивее.

Пару лет назад смотрел. Некрасивый синус в розетке бесспорно, но откуда мне знать какой этот синус в розетке у других.
Все Ваши доводы справедливы, и лично моё мнение - шкура выченки не стоит, обыкновенный ЛАТр удовлетворит потребности регулируемого синуса, но порой есть условия которые не оговаривают при постановке задачи, лично я не понимаю зачем так извращаться для достижения регулирования синуса по амплитуде, при этом не иметь возможности формировать правильный синус, с минимумом гармоник и т.д и т.п. Само решение задачи красивое, но стоит ли его воплощать в железе вопрос весьма неоднозначный и это решать автору схемы, я лишь попытался оговорить некоторые явные на мой взгляд недостатки при разработке и использовании такого ШИМ ЛАТра.

Link: обыкновенный ЛАТр удовлетворит потребности

Link: При этом именно действующее напряжение Вы и не измеряете...

Это понятно, но и мультиметры не показывает этот параметр сетевого напряжения, тем не менее мы ими пользуемся и их показаниям верим.
Определённая привязка-то всё равно есть.

Link:...реактивная нагрузка в виде индуктивности приоткрыла слабые места, а нагрузка в виде входной цепи импульсного блока питания показывает насколько такой ЛАТр является не универсальным и не выполняющим свою основную функцию...

Спасибо, буду думать.

Link: Вы согласны иметь такой синус?
Стоит ли шкура выченки?

Для меня - стоит.
Конечно, такие искажения сильно портят идею, но над исправлением можно подумать.
Приведенный на схеме фильтр изначально мало подходит для реактивных нагрузок , нужен другой подход. Всё равно, даже с более сложным фильтром данный вариант для меня окажется востребованным.

Link: У меня есть программа на атмеге8 которая делает практически то что Вам нужно...

Завидую тем, кто умеет писать программы для МК... Молодцы!

Link:...отредактировать прогу для Ваших нужд не займёт много времени, но вот я не вижу особого смысла делать ЛАТр по этому принципу, т.е. если делать синус то делать синус, а не тратит силы и время на такой результат.

Я понимаю, сам не люблю дурной работы...
Но сколько думаю над интерфейсом БП (и не только лабораторных), то прихожу к мысли, что можно написать универсальную программу, подходящую к любой конструкции. Основные требования и обрабатываемые сигналы одни и теже. Нужно только при наладке согласовать уровни. А что именно мерять и чем управлять МК по барабану...

Link:...то я отредактирую программу и выложу исходник с файлами симуляции в протеусе, просто давно я эту прогу написал и вспоминать что и как я там наворотил нет особого желания.

Можете подробно перчислить все функции, которые выполняет Ваша прошивка в исходном варианте?

Link: Подать на вход постоянное напряжение не прокатит?

Нет, UPS трансформаторный.