Повышающий преобразователь на TL5001

[Alex31]

две RC цепочки каскадом точно ликвидируют стабильность петли целиком и полностью

Что за две RC цепочки? И почему?

[vadim_d]

При включенном пределе 50В в цепи ОС сначала R10 с C14, а за ней (R11 || R12) и (C15 + C24), их общий фазовый сдвиг скорее всего не позволит получить в петле запас по фазе при приличном петлевом усилении

[cuneum]

Так что, пока останавливаюсь на первом варианте, где для своего напряжения, свой делитель.

По логике работы схемы, в момент переключения, контроллер будет выдавать примерно 95% ШИМ, что соответствует максимальному току через транзистор и максимальному росту напряжения, это, я обращаю внимание, будет происходить при каждом переключении. Гораздо безопаснее будет повышение напряжения ОС до 2,5V. Решить проблему, в случае вашего делителя, можно просто увеличив нижний резистор 110кОм до 1МОм, и пересчитав номиналы остальных цепочек. В этом случае, в момент включения питания будет максимальный ток и быстрый заряд сглаживающего конденсатора выпрямителя, а в моменты переключения, выходное напряжение будет стремится к падению, что легко сгладить емкостью конденсатора фильтра ОС.

По поводу конденсаторов параллельно контактам переключателя...
При таком включении, в момент разрыва контакта произойдёт заряд нижнего конденсатора (10нФ рядом со 110к), через три емкости, прогнозировать его величину дело неблагодарное, но бросок будет точно, потому я и указывал, на негодность последовательного включения переключателя в цепь ОС, плохое ещё и из-за вполне возможной связи от дросселя на провода, фактически висящие в воздухе.

[Alex31]

При включенном пределе 50В в цепи ОС сначала R10 с C14, а за ней (R11 || R12) и (C15 + C24), их общий фазовый сдвиг скорее всего не позволит получить в петле запас по фазе при приличном петлевом усилении

У нас во всей этой цепи постоянное напряжение и конденсаторы нужны только для сглаживания ВЧ пульсаций, шума.

По логике работы схемы, в момент переключения, контроллер будет выдавать примерно 95% ШИМ

Первое.

Момент первоначального включения.

Внутри микросхемы есть источник опорного напряжения 2.5В. К выводу DTC он подключается через внутренний резистор примерно 167кОм. Если вывод DTC оставить в воздухе, на нём будет 2.5В, а на выходе микросхемы логический 0. Если вывод замкнуть на массу, на выходе будет логическая единица. Если вывод DTC подключить к массе через подстроечный резистор, то работа микросхемы будет такая:
- подстроечным резистором выставили напряжение 0.6В, на выходе будет 100% скважность.
- подстроечным резистором выставили напряжение 1В, на выходе будет 50% скважность.
- подстроечным резистором выставили напряжение 1.4В, на выходе будет 0% скважность.

Резистор R3 110кОм создаёт на выводе DTC 1В.

Резистор R4 150кОм + любой из нижних резисторов делителя (R12, 15 или 18) подключаются параллельно R3, шунтируя его и снижая напряжение на DTC c 1В до примерно 0.69В. При 0.69В на выходе микросхемы будет скважность, близкая к максимальной, около 90%. Таким образом, в момент включения питания, когда на делителях ещё нет напряжения, микросхема выдаёт максимальный ШИМ сигнал, позволяя конденсаторам фильтра быстро зарядиться. Как только заряд на конденсаторах фильтра достигнет 50, 90 или 130В, появится напряжение и на выводах делителей. Это напряжение поступит на вывод DTC, поднимая его с 0.69В до уровня, согласно которому они подобраны. Микросхема начнёт уменьшать скважность ШИМ сигнала, напряжение на фильтрующих конденсаторах начнёт снижаться и так по кругу, пока не устаканится на 50, 90 или 130В.

Вот как работает сейчас схема в момент подачи питания.

Второе.

Что будет в момент перещёлкивания S1, когда ни один делитель не подключён к DTC. Напряжение на DTC резко вернётся к 1В. На выходе ШИМ появится 50% меандр, который на выходе преобразователя будет создавать 48В Х 2 = 96В. То есть, пока контакты S1 висят несколько сот миллисекунд в воздухе, на выходе преобразователя появится скачок 96В. Ну, или скорее всего меньше, поскольку фильтрующие электролиты на выходе + сам дроссель L1 - детали с большой инерцией накопления заряда.

Третье.

Что будет, если центральный вывод и выводы S1 будут зашунтированы 10нФ кондёрами C21, 22, 23? На выходе преобразователя так же будет появляться 98В, но плавно, примерно за 20мс.

Вот моделирование. Было положение 50В, на DTC 1.33В, затем имитация отключения 50В делителя и контакт S1 "повис в воздухе". Как видим, напряжение на DTC вернулось к 1В плавно, примерно за 20мс.



Такое же время будет и для других напряжений.

И вот моделирование, если шунтирующие S1 конденсаторы увеличить до 100нф. Время возврата к 1В увеличилось примерно до 100-120мс.



При такой ёмкости в теории можно будет сильно сгладить всплеск 96В при переключении, но, при таких больших ёмкостях может замедлиться сам процесс стабилизации напряжения при быстром изменении тока в нагрузке. Так что, оставляем пока 10нф. Тем более, как писал ранее, нагрузке не страшен будет этот всплеск, поскольку он ниже 130В, рабочего напряжения нагрузки.

[cuneum]

Момент первоначального включения.
Внутри микросхемы есть источник опорного напряжения 2.5В. К выводу DTC он подключается через внутренний резистор примерно 167кОм. Если вывод DTC оставить в воздухе, на нём будет 2.5В, а на выходе микросхемы логический 0.

В воздухе он висеть не будет, он всегда будет заземлён через один из контактов переключателя. А вот высокое сопротивление входа ОС способно легко хватать любые наводки вызывая качели выходного напряжения, об этом я писал выше, но вы любите теоретизировать с симулятором, вместо практики. Попробуйте спаять так и сяк, уверен ещё массу удивительных вещей обнаружите.

[vadim_d]

во всей этой цепи постоянное напряжение и конденсаторы нужны только для сглаживания ВЧ пульсаций, шума

Эта цепь замыкает петлю ОС, в петле уже есть одно достаточно инерционное звено - сам преобразователь, если RC цепочки добавят наклон петлевой АЧХ в точке единичного усиления (нормально для стандартного запаса по фазе грубо надо иметь одиночный наклон АЧХ в области порядка декады вокруг точки единичного усиления), то петля гарантированно запоет. Именно поэтому для первой прикидки лучше срисовать с даташита без выпендризмов

[Alex31]

А вот высокое сопротивление входа ОС способно легко хватать любые наводки вызывая качели выходного напряжения

В таком случае делаем входное сопротивление DTC низким:



1. R1 и R2 образуют делитель, на котором (с учётом внутреннего резистора DTC) всегда будет 1.33В. Это значение соответствует 5% ШИМ скважности, или 50В на выходе преобразователя. Таким образом, нам больше не нужны шунтирующие конденсаторы на переключателе S1. В момент переключения, когда ни один делитель не подключён к DTC, на DTC всегда будет появляться 1.33В. То есть, в момент переключения S1 теперь будет не скачок, а просадка напряжения на выходе.

2. Более низкое входное сопротивление DTC будет меньше подвержено наводкам, поэтому все фильтрующие ёмкости можно уменьшить с 10нф до 1нф. Это, в свою очередь повысит быстродействие стабилизации выходного напряжения.

3. Однако, шунтирующий С4 + любой из шунтирующих в делителях (С18, 20, 22) в момент включения преобразователя будут формировать 0В на выводе DTC, пока не зарядятся. Время заряда примерно 20мкС. То есть, 20мкС на выходе микросхемы будет логическая 1, а значит 20мкС через силовой мосфет будет протекать сквозной ток. В принципе, любой ТО-247 мосфет такой ток выдержит. Но, лучше, чтобы его не было. Решение нашёл очень простое. В драйвере есть функция управления, вывод ENB. Внутри микросхемы к этому выводу, через резистор 200кОм подключается питание VDD. То есть, можно подключить конденсатор С10, тем самым создав задержку включения драйвера.

4. С конденсатором С10 1мкФ задержка включения драйвера составит около 40мС. Этого времени хватит, чтобы зарядились все шунтирующие конденсаторы, чтобы зарядились все конденсаторы фильтра, на делителях появилось начальное напряжение и вся схема была готова к работе.

Как такой вариант?

[vadim_d]

Поглядите на примеры повышающих преобразователей на этом чипе тут https://electronics.stackexchange.co...pwm-controller и у самого TI https://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slvu004 (VPN нужен). В обоих случаях используют ОС на вход FB усилителя в чипе с соответствующей коррекцией этого усилителя

[Alex31]

В обоих случаях используют ОС на вход FB

Если бы радиолюбители строго следовали рекомендациям производителей, мы бы никогда не увидели ни одного КВ усилителя мощности на лампах серии ГУ, поскольку производитель назвал их "генераторный пентод", т.е. лампа для генерации, а не усиления.

Ещё раз объясню, почему не хочу использовать вывод COMP-FB для стабилизации напряжения. Этот вывод хорошо работает для стабилизации только в низковольтных преобразователях, где на выходе единицы вольт. Поэтому, для стабилизации напряжения интервал обратной связи всего 60-100мВ:



В моём же преобразователе на выходе 130В, поэтому интервала 60-100мВ крайне недостаточно. Именно поэтому и решил использовать вывод DTC, который точно так же меняет ширину скважности от 0 до 100%, но, в интервале практически 1В, 800мВ если точнее, то есть в 10 раз шире, чем на выводе FB-COMP:



В общем, на мой взгляд схема стабилизации из моего предыдущего сообщения должна работать хорошо. Единственное, что меня пока смущает, это схема защиты от КЗ на выводе SCP. Мне непонятно, когда микросхема прекратит генерацию ШИМ сигнала, когда на выводе SCP будет больше 185мВ, или когда больше 1В? Что это за элемент, стрелочкой выделен?



Добавлено через 53 минут(ы):

Мне непонятно, когда микросхема прекратит генерацию ШИМ сигнала, когда на выводе SCP будет больше 185мВ, или когда больше 1В?

В общем, уже не важно. При срабатывании штатной защиты по току, на выходе микросхемы будет постоянная логическая 1, т.к. выход у неё с открытым коллектором. Это не годится, буду думать что-то другое.

[vadim_d]

интервал обратной связи всего 60-100мВ

Читайте даташит внимательно (вслух, с выражениями ), это никакой не интервал ОС, это погрешность настройки внутреннего опорного источника, которая с учетом делителя даст погрешность установки делителем выходного напряжения. Требуется точнее - делать подстройку в делителе под конкретный разброс опоры данного экземпляра микросхемы

что меня пока смущает, это схема защиты от КЗ на выводе SCP

Чип заточен под понижающие преобразователи, для повышающего логика работы ее защиты, мягко говоря, не подходит

Что это за элемент

Источник тока, активная нагрузка

поскольку производитель назвал их "генераторный пентод", т.е. лампа для генерации, а не усиления

"Генераторность" в этой терминологии относится к общему функционалу - преобразованию энергии источника питания в ВЧ выход https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93...BC%D0%BF%D0%B0 , и ни в одном передатчике из выпускавшихся автогенераторов на них не делали

который точно так же меняет ширину скважности от 0 до 100%, но, в интервале практически 1В, 800мВ если точнее, то есть в 10 раз шире, чем на выводе FB-COMP

Это даст только снижение петлевого усиления, то есть к-та стабилизации. Нормально петля ОС выводит поделенное выходное напряжение на уровень опорного в установившемся режиме, поэтому никакой "ширины" там не требуется