Проблема с перерегулированием выходного сигнала

**Kostyanskiy** · 20 августа, 2021

Здравствуйте, столкнулся с перерегулировкой выходного сигнала. Применен PID регулятор. На входе АЦП МК мега8, стоит делитель напряжения который измеряет выходное напряжение(Обратная связь), МК рулит полевым транзистором, а он уже управляет биполярным. В настройке регулятора я задаю напряжение, к примеру, 3 вольта. В итоге, все 8, но не смотря на это, изменение сопротивления выходной нагрузки не сильно изменяет напряжение на ней. Подскажите, как калибровать этот регулятор и что нужно сделать, чтобы избежать перерегулирование сигнала?

Алгоритм PID регулятора не мой, а позаимствован у Alex Gyver

#define constrain(amt,low,high) ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt)))
#define R1 99.8 //KOm, сопротивление последовательного резистора, вольтметр
#define R2 9.85 //KOm, сопротивление последовательного резистора, вольтметр
#define K (R1+R2)/R2

int PID(float input, float setpoint, float kp, float ki, float kd, float dt, int minOut, int maxOut) 
{
	float err = setpoint - input;
	static float integral = 0, prevErr = 0;
	integral = constrain(integral + (float)err * dt * ki, minOut, maxOut);
	float D = (err - prevErr) / dt;
	prevErr = err;
	return constrain(err * kp + integral + D * kd, minOut, maxOut);
}
  
uint16_t AdcReadValue(const int pin)
{
        //PC0
        ADCSRA |= (1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0);
		ADMUX = (0<<REFS1)|(1<<REFS0);
		ADMUX &=~ (1<<MUX3)|(1<<MUX2)|(1<<MUX1)|(1<<MUX0);
  
    ADCSRA |= (1<<ADSC); //Начинаем преобразование
	while((ADCSRA & (1<<ADSC))); //проверим закончилось ли аналого-цифровое преобразование
	return (uint16_t) ADC;
}
  int main(void)
{
	cli();
	
	DDRB |= (1<<3);
	TCCR2 |= (1<<WGM20)|(1<<WGM21)|(1<<COM21)|(1<<CS20);
	
	OCR2 = 0;
    sei();
    
   
	
	float Voltage = 0;
	float Vset = 3.00;
	
	while (1)
    {
	   Voltage = ((AdcReadValue(0)* 5.0) / 1024.0) * K;
	   OCR2 = PID(Voltage, Vset, 1.0, 0.5, 2, 0.001, 0, 255);
    }
}

Изменено 20 августа, 2021 пользователем Kostyanskiy

Реклама

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

**Lexter** · 20 августа, 2021

2 часа назад, Kostyanskiy сказал:

В настройке регулятора я задаю ... но не смотря на это ...

Не знаю, как у вас в программе формируется ШИМ и с какими параметрами, но без приборов схемы не налаживают. Начните с проверки работы схемы преобразователя. Может он вообще не работает. Подайте на затвор непрерывный импульсный сигнал той же частоты, что сейчас у вас на выходе PB3 (с контроллера сформируйте программно или оторвите затвор и подайте с генератора). Посмотрите, как в зависимости от скважности меняется напряжение на выходе. И меняется ли вообще.

Навскидку по схеме, - по-моему как минимум нужен резистор между базой и эмиттером Q1. Подозрительно большой номинал L1 - 1 миллиГенри. Что за тип этой индуктивности? На какой частоте работает этот ваш преобразователь?

Какое напряжение VCC подаёте?

Реклама

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

**Kostyanskiy** · 20 августа, 2021

20 минут назад, Lexter сказал:

Не знаю, как у вас в программе формируется ШИМ и с какими параметрами, но без приборов схемы не налаживают. Начните с проверки работы схемы преобразователя. Может он вообще не работает. Подайте на затвор непрерывный импульсный сигнал той же частоты, что сейчас у вас на выходе PB3 (с контроллера сформируйте программно или оторвите затвор и подайте с генератора). Посмотрите, как в зависимости от скважности меняется напряжение на выходе. И меняется ли вообще.

Навскидку по схеме, - по-моему как минимум нужен резистор между базой и эмиттером Q1. Подозрительно большой номинал L1 - 1 миллиГенри. Что за тип этой индуктивности? На какой частоте работает этот ваш преобразователь?

Какое напряжение VCC подаёте?

Пока 12 вольт, могу 24 подать

20 минут назад, Lexter сказал:

Начните с проверки работы схемы преобразователя. Может он вообще не работает. Подайте на затвор непрерывный импульсный сигнал той же частоты, что сейчас у вас на выходе PB3 (с контроллера сформируйте программно или оторвите затвор и подайте с генератора). Посмотрите, как в зависимости от скважности меняется напряжение на выходе. И меняется ли вообще.

Да, меняется, при не прерывном сигнале максимальное напряжение питание, при разной скважности или частоте(я и то, и то пробовал тыкать) напряжение меняется, так что я все по силовой схеме сделал правильно, а вот по программной не уверен

20 минут назад, Lexter сказал:

Навскидку по схеме, - по-моему как минимум нужен резистор между базой и эмиттером Q1

Я тоже так подумал, схему сделал, но пока в железе не проверял, это не линейная схема, и я не думаю что это нужно

21 минуту назад, Kostyanskiy сказал:

На какой частоте работает этот ваш преобразователь

31 кГц, этого мало, но что есть, то есть

Изменено 20 августа, 2021 пользователем Kostyanskiy

Реклама

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

**Kostyanskiy** · 20 августа, 2021

1 час назад, Lexter сказал:

Подозрительно большой номинал L1 - 1 миллиГенри. Что за тип этой индуктивности?

Не обращайте внимания, установлен простой дроссель из компьютерного блока питания, 20-40 микрогенри

**Vslz** · 20 августа, 2021

Алгоритм МК - это последнее, что должно беспокоить в этой схеме. Есть гораздо важнее вещи, в железе.

1. Биполярный насыщающийся pnp ключ. Бррр...очень медленный, и значит, горячий. Сомневаюсь, что такое вообще работоспособно в ключевом режиме.

2. Мосфет 600В. Запаса напряжения хватило ?

3. DC-DC чоппер на входе имеет конденсатор, и на выходе тоже

4. Дроссель считается в ПО @Starichok, точнее, BoosterRing. Это важный элемент, от него будет зависеть быстродействие ООС и ваше колдовство с кодом.

**Lexter** · 20 августа, 2021

2 часа назад, Kostyanskiy сказал:

при разной скважности ... напряжение меняется

В каком диапазоне меняли скважность, и в каких пределах при этом меняется напряжение?

Без цифр разговор не получится.

5 часов назад, Kostyanskiy сказал:

Q3 2N60

Полное название физически установленного транзистора назовите. Если транзистор не LogicLevel, то пятью вольтами с контроллера он вообще может не открываться. А относительно дохлый выход контроллера может не прокачивать ёмкость затвора на частоте 35 кГц.

Если можете, покажите осциллограммы на базе и коллекторе Q1.

2 часа назад, Kostyanskiy сказал:

я все по силовой схеме сделал правильно

Если настаиваете - могу только пожелать успехов.

**Kostyanskiy** · 21 августа, 2021

18 часов назад, Lexter сказал:

В каком диапазоне меняли скважность, и в каких пределах при этом меняется напряжение?

Скважность 0 до 255, выходное напряжение преобразователя от 0.592 до 12.09 вольт

18 часов назад, Lexter сказал:

Без цифр разговор не получится.

Готов ответить

19 часов назад, Vslz сказал:

Биполярный насыщающийся pnp ключ. Бррр...очень медленный, и значит, горячий. Сомневаюсь, что такое вообще работоспособно в ключевом режиме.

Здесь я с вами не согласен уважаемый, граничная частота КТ818ГМ составляет 3МГц. Греется при больших токах на 8 - 9 ампер, но и частота низкая, всего-то 31 кГц

20 часов назад, Vslz сказал:

Мосфет 600В. Запаса напряжения хватило ?

Напряжение питания всего 24 вольта, не особо понял что вы имеете ввиду

20 часов назад, Vslz сказал:

Дроссель считается в ПО @Starichok, точнее, BoosterRing. Это важный элемент, от него будет зависеть быстродействие ООС и ваше колдовство с кодом.

Спасибо учту

19 часов назад, Lexter сказал:

Полное название физически установленного транзистора назовите.

CEF2N6A

**Vslz** · 21 августа, 2021

41 минуту назад, Kostyanskiy сказал:

Здесь я с вами не согласен уважаемый, граничная частота КТ818ГМ составляет 3МГц

У Вас не усилительный режим, а ключевой. При чем тут 3МГц непонятно. Время рассасывания Tstg надо смотреть (если найдете). Это несколько мкс в линейном режиме, если еще Rбэ повесите :acute: . Так никто не делает мощные степдауны, потому, что это дичь. Ключ из линейного режима вылезать не будет. КПД будет как у линейного, плюс помехи. Все минусы обеих схем пожнете ))

41 минуту назад, Kostyanskiy сказал:

Греется при больших токах на 8 - 9 ампер, но и частота низкая, всего-то 31 кГц

Откуда вы это взяли ? Для компьютерных БП (на биполярных транзисторах), 31-36кГц не считается низкой частотой, и ее не задирают. Больше биполярники (8МГц-20МГц, а не 3МГц используют!!!) и не вытянут, даже с пропорционально-токовым трансформаторным управлением, идеально заточенным под задачу. Думаете посрамить разработчиков схемы-бестселлера, с Вашей схемой и древним советским транзистором ? Ну, попробуйте :crazy:

41 минуту назад, Kostyanskiy сказал:

не особо понял что вы имеете ввиду

а я не особо понял ваш подход при выборе 600-вольтового силового мосфета в низковольтной цепи. Из каких соображений ? Или их вообще не было ? Работать он не будет. Рабочее напряжение затвора >10V, а выходное на вашем МК<5V.

Изменено 21 августа, 2021 пользователем Vslz

**Kostyanskiy** · 21 августа, 2021

58 минут назад, Vslz сказал:

Думаете посрамить разработчиков схемы-бестселлера, с Вашей схемой и древним советским транзистором ? Ну, попробуйте

Куда мне до них, я пока им и в подметки не гожусь, но я учусь, и буду идти к своей цели, чего бы мне этого не стояло.

58 минут назад, Vslz сказал:

а я не особо понял ваш подход при выборе 600-вольтового силового мосфета в низковольтной цепи

У меня закончились logic level транзисторы, но даже этот транзистор открылся и смог "раскачать" биполярник, в последующем я заменил его на биполярный С945, и все работает нормально.

58 минут назад, Vslz сказал:

Ключ из линейного режима вылезать не будет. КПД будет как у линейного, плюс помехи.

58 минут назад, Vslz сказал:

Больше биполярники (8МГц-20МГц, а не 3МГц используют!!!) и не вытянут, даже с пропорционально-токовым трансформаторным управлением, идеально заточенным под задачу

Тогда почему в горячей части БП не используют полевики, он же из линейного режима не вылезут?

20 часов назад, Lexter сказал:

Если можете, покажите осциллограммы на базе и коллекторе Q1.

Мультиметр показывает выходное напряжение на нагрузке преобразователя

Вот на выходе МК:

Вот на коллекторе Q1:

Вот на нагрузке:

Вопрос 1: Почему на нагрузке нету пульсаций, от слова совсем никаких?

Вопрос 2: На базе просто постоянный сигнал, а на коллекторе ШИМ, это связано с направлением тока?

Изменено 21 августа, 2021 пользователем Kostyanskiy

Starichok · 21 августа, 2021

на выходе МК ничего общего с 31 кГц не просматривается ...

а какие пульсации ты хотел увидеть с разверткой 2В/дел?

**Vslz** · 21 августа, 2021

14 минут назад, Kostyanskiy сказал:

Вот на коллекторе Q1

Ключ закрывается медленно. Плавный спад напряжение - зло. Печка будет. Линейный режим !

14 минут назад, Kostyanskiy сказал:

Почему на нагрузке нету пульсаций

Что за нагрузка-то ? её у Вас вообще не видно.

И почему Вы считаете, что должны разглядеть пульсации в режиме 2В/дел ? Их замеряют с закрытым входом осциллографа, на повышенной чувствительности, например, 0,2В/дел

14 минут назад, Kostyanskiy сказал:

Тогда почему в горячей части БП не используют полевики, он же из линейного режима не вылезут?

есть компьютерные ИИП с силовыми ключами и на мосфетах, и на биполярных транзисторах. Остальное - не понял

Изменено 21 августа, 2021 пользователем Vslz

**Kostyanskiy** · 21 августа, 2021

10 минут назад, Vslz сказал:

И почему Вы считаете, что должны разглядеть пульсации в режиме 2В/дел ? Их замеряют с закрытым входом осциллографа, на повышенной чувствительности, например, 0,2В/дел

Не заметил

Вижу

Изменено 21 августа, 2021 пользователем Kostyanskiy

**Vslz** · 21 августа, 2021

25 минут назад, Kostyanskiy сказал:

На базе просто постоянный сигнал, а на коллекторе ШИМ

На базе измеряют относительно эмиттера. И зачем вам измерять напряжение, когда нужен ток базы ? Биполярный ключ управляется током.

8 минут назад, Kostyanskiy сказал:

Не заметил

должно быть типа такого

Изменено 21 августа, 2021 пользователем Vslz

**Kostyanskiy** · 21 августа, 2021

4 минуты назад, Vslz сказал:

И зачем вам измерять напряжение, когда нужен ток базы ? Биполярный ключ управляется током

Кстати, этот момент мне тоже интересен.

В следствии колебание напряжения как ведет себя ток?

**Vslz** · 21 августа, 2021

осциллограф, смотрите

**Kostyanskiy** · 21 августа, 2021

17 минут назад, Vslz сказал:

осциллограф, смотрите

Возможно я слепой или чего-то не понимаю, но осциллограф показывает только напряжение

27 минут назад, Vslz сказал:

На базе измеряют относительно эмиттера. И зачем вам измерять напряжение, когда нужен ток базы ?

Uбэ -0.5 Вольта

Uкэ

Не понял:

И я не понял как определить поведение тока осциллографом(если это возможно)

Но тогда почему на резисторе R14 есть ШИМ модуляция(вместо полевика там npn биполярник С945)

Изменено 21 августа, 2021 пользователем Kostyanskiy

**colorad** · 21 августа, 2021

20.08.2021 в 20:42, Kostyanskiy сказал:

я задаю напряжение, к примеру, 3 вольта. В итоге, все 8,

А делитель R15/R16 как нибудь учитывается ? Может регулятор с его учетом хочет 33 вольта выставить ?

Я б сначала на маломощных транзисторах BC327/BC337 или в протеусе все проверил .

**Kostyanskiy** · 21 августа, 2021

2 минуты назад, colorad сказал:

А делитель R15/R16 как нибудь учитывается ? Может регулятор с его учетом хочет 33 вольта выставить ?

Да учитывается, МК считает напряжение по формуле обычного делителя напряжения

Uвх = Uвых * (R1+R2)/R2

Uвых = ADC(Входное преобразованое напряжение) * Aref(5вольт)/1024(разрядность АЦП)

Потом это впихивается в PID регулятор и вывод в ШИМ

**Lexter** · 22 августа, 2021

8 часов назад, Kostyanskiy сказал:

Вот на выходе МК:

Хорошо, давайте мелкими шажками.

На этой картинке что-то не то с синхронизацией. Похоже на то, что сигнал формируется пачками, иначе откуда нижняя сплошная линия? Посмотрите на более медленной развёртке.

Про частоту ШИМ вам уже сказали, но вы почему-то не обратили внимания. Частота 35 кГц имеет период 28 мкс. Как при развёртке 1 мс/дел. период получился в одну клетку?

То у вас CEF2N6A, который каким-то чудесным образом открывается ТРЕМЯ (судя по осциллограмме, где 1В/дел.) вольтами, то "вместо полевика там npn биполярник С945"... Нарисуйте реальную собранную вами схему, чтобы было, во что тыкать.

@Kostyanskiy , электроника - точная и очень педантичная наука. Давайте, приводите мысли в порядок, а то ардуинщиком станете.

**Vslz** · 22 августа, 2021

Осциллографом надо еще научиться пользоваться.

Синхронизация не настроена, поэтому на экране мешанина бесполезная.

С таким мелким масштабом по оси Х ни за что не замерить ни периода, ни частоты.

Что там с периодом ? 1 микросекунда что-ли ? Или миллисекунда ? Отдаете себе отчет, что это либо 1 МГц, либо 1кГц, а никак не 31кГц ?

10 часов назад, Kostyanskiy сказал:

осциллограф показывает только напряжение

закон Ома вспомнить. Падение на резисторе измеряйте. Датчик тока поставьте и на нем смотрите. Вы думаете, Вам прямо в амперах будет показывать ? Он показывает падение напряжения.

10 часов назад, Kostyanskiy сказал:

Uбэ -0.5 Вольта

Осциллограф что показывает на Б-Э ?

Что-то совсем туго...

Изменено 22 августа, 2021 пользователем Vslz

**Lexter** · 22 августа, 2021

4 часа назад, Vslz сказал:

Осциллограф что показывает на Б-Э ?

Пока такие советы - вредные. Надо объяснять про гальваническую развязку "корпуса" осциллографа.

4 часа назад, Vslz сказал:

Осциллографом надо еще научиться пользоваться.

Могли бы и раньше заметить, что с картинкой на осциллографе явно беда, прежде чем грузить ТС-а четырьмя постами с таким количеством слов.

**Vslz** · 22 августа, 2021

38 минут назад, Lexter сказал:

Могли бы и раньше заметить, что с картинкой на осциллографе явно беда, прежде чем грузить ТС-а

я до всех осциллограмм сказал, что так не рулят чоппером. А вы мне про картинки :bye: . Ему надо, пусть синхронизирует, а мне бессмысленность и так видна. Я за него не буду крутить ручку. Это как бы азы, хотите - читайте лекции про синхронизацию и

38 минут назад, Lexter сказал:

гальваническую развязку "корпуса" осциллографа.

Изменено 22 августа, 2021 пользователем Vslz

**Kostyanskiy** · 22 августа, 2021

10 часов назад, Lexter сказал:

На этой картинке что-то не то с синхронизацией. Похоже на то, что сигнал формируется пачками, иначе откуда нижняя сплошная линия? Посмотрите на более медленной развёртке.

Про частоту ШИМ вам уже сказали, но вы почему-то не обратили внимания. Частота 35 кГц имеет период 28 мкс. Как при развёртке 1 мс/дел. период получился в одну клетку?

Период 30 микросекунд, это 33 кГц

10 часов назад, Lexter сказал:

Нарисуйте реальную собранную вами схему, чтобы было, во что тыкать.

Изменено 22 августа, 2021 пользователем Kostyanskiy

**Kostyanskiy** · 22 августа, 2021

Starichok · 22 августа, 2021

3 часа назад, Kostyanskiy сказал:

Период 30 микросекунд

а на экране осцилла вижу чуть больше 20 мкс. а где ты увидел 30?

Войти

Проблема с перерегулированием выходного сигнала

Рекомендуемые сообщения

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Сообщения