DC-DC Dönüştürücülerde Akım Kontrolü

[tunayk]

Soft start önemli bir konuydu, onu halletmiş olmanız güzel.  Burada sizin yolunuzu belirleyecek ana etken yükünüz. Eğer yükünüz rezistans benzeri lineer sayılabilecek bir yük ise, gerilim kontrollü çalışabilir, akım sadece sınırı aştığında devreye alabilirsiniz. Eğer yükünüz akü, pil vb. non-lineer hatta agresif bir yük olacak ise, kesinlikle akım kontrol öncelikli olmalıdır.

Kirtik durum akımdan gerilime ya da gerilimden akıma geçişte yaşanır. Buraya dikkat ederek iyi bir sonuç alırsınız.

[quarko]

DC-DC dönüştürücü çıkışı, yük olarak inverter barasını besleyecek hocam. Dolayısıyla inverter çıkışına bağlanacak yükün durumuna göre vereceği tepki direk benim için yük karakteristiğini oluşturacak. Örneğin inverter çıkışı, tam yükün üzerine çıkıldığında, kendi yükünü belirli süre olmak kaydıyla beslemek zorunda. Bu durumda inverter barası da dc-dc dönüştürücünün çıkışına asılmaya başlayacak. Benim burada vereceğim tepki de hızlı ve doğru bir şekilde gerçekleşmesi gerekiyor. Çalışmaya devam, yakın zamanda sonuç alacağımı ümit ediyorum inşallah..

[kralsam]

...

Bu durumda akım döngüsü dışarıda, gerilim döngüsü ise içeride olacak. Yalnız bu şekilde olursa kontrol sisteminin en baştaki girişi akım referansı olacak. Akım referansı olarak maksimum akım değeri verilirse, içerideki gerilim döngüsü, akım limit değerini aşmak istediğinde gerilimi artırmaya kalkacak. Bu durumda da çarşı pazar karışacak.

Aslında çarşı pazar karışmayacak. Akım kontrolcün zaten sistemde ayarlanabilecek Vmax girişte limitlemiş olacak. Sonrasında Gv de en fazla Vref saturasyon değerinde duracak. Önemli olan konu kontrolcü çevrim ve tepki süresine göre ani tepkilerde gecikme sıkıntı çıkarabilir. Onun dışında sorun ön göremiyorum.

[quarko]

Aslında çarşı pazar karışmayacak. Akım kontrolcün zaten sistemde ayarlanabilecek Vmax girişte limitlemiş olacak. Sonrasında Gv de en fazla Vref saturasyon değerinde duracak. Önemli olan konu kontrolcü çevrim ve tepki süresine göre ani tepkilerde gecikme sıkıntı çıkarabilir. Onun dışında sorun ön göremiyorum.

Benim istediğim şey bu şekilde ters oluyor ama hocam. Ben maksimum akıma kadar gerilimi sabit tutmak, maksimum akımdan sonrada gerilimi kısarak akımı maksimumda sabit tutmak istiyorum. Saturasyon değeri Vref için değil, Iref için geçerli yani. PSIM de dışarıda gerilim döngüsü, içeride akım döngüsü olacak şekilde, buck dönüştürücü üzerinde denedim. Bu şekilde olacak gibi. Kontrol blok diyagramım bu şekilde.



Vref 12V, Iref 5A (max). 4ms ye kadar 2A yüküm var. 4ms den sonra yük 4A e çıkıyor. Kontrolcü gerilimi 12V a çekiyor. 6ms den sonra yük 6A e çıkıyor. Gerilim kısılarak akım maksimumda tutuluyor.

(Kontrol katsayıları optimize edilip daha iyi sonuç alınabilir.)

[M.Salim GÜLLÜCE]

Devrem dijital kontrollü hocam, analog değil. TMS320F28027 ile kullanıyorum bu projede. Yani şöyle mi olmalı. Akım değeri, limitin altında ise gerilim kontrolü olacak şekilde tek kontrol döngüsü. Akım değeri limiti aştığında ise yine tek kontrol döngüsü ama akım kontrollü..

Bu durumda iki ayrı kontrol döngüsü olacak ve çalışma esnasında akım değerine göre bu iki döngüden biri seçilecek.

Kesinlikle öyle.
Akımı sınırladığında voltajı yüke göre değişir ama akım sabit kalır.
Voltaj kontrolü devreden çıkar. Akım sınıra ulaşmamışsa voltajı sen set edebilirsin.

[quarko]

Ayrıca Soft Start çok önemli bir konu.Bunu da yapmanız gerekir.Önemsiz gibi görülür
ama çok baş ağrısına sebep olur.Sizin hali hazırdaki yapınız için şöyle bir şey deneyebilirsiniz.
PI İntegral değerini Başlangıcta Negatif Sayı ile sayı ile İnit edin.
PI Algoritması Doğal Sentezine ulaşıncaya kadar Duty oranınız,Program akış gecikmesi veya kendi ekleyeceğiniz Delay ile Yavaşça artacaktır diye düşünüyorum.

Kolay gelsin.

[kralsam]

Benim istediğim şey bu şekilde ters oluyor ama hocam. Ben maksimum akıma kadar gerilimi sabit tutmak, maksimum akımdan sonrada gerilimi kısarak akımı maksimumda sabit tutmak istiyorum. Saturasyon değeri Vref için değil, Iref için geçerli yani. PSIM de dışarıda gerilim döngüsü, içeride akım döngüsü olacak şekilde, buck dönüştürücü üzerinde denedim. Bu şekilde olacak gibi. Kontrol blok diyagramım bu şekilde.



Vref 12V, Iref 5A (max). 4ms ye kadar 2A yüküm var. 4ms den sonra yük 4A e çıkıyor. Kontrolcü gerilimi 12V a çekiyor. 6ms den sonra yük 6A e çıkıyor. Gerilim kısılarak akım maksimumda tutuluyor.

(Kontrol katsayıları optimize edilip daha iyi sonuç alınabilir.)

Aynı simülasyonu sadece Vref 6V için çalıştırır mısın ? Vin 12V ve üzeri olsun ama.

Yani yaklaşık 50% duty denk gelecek bir değerle çalıştır. Beklentim Vout u yükseltmeye çalışacağı yönünde.

[JOKERAS]

quarko,bu Sinyal nerenin sinyali?Transistör Gate sinyalin ne durumda?

V-Ref ile yapacağın Soft Startı I-Ref ile yapmayı dene.
Soft Start,Çıkış geriliminin yavaşça artması değil,Giriş Akımının Yavaşça emilmesi.
Bu iki şey aynı gibi görünüyor fakat aralarında fark var var.

Farklar şunlar...
Çıkışa bağlayacağın yük Resistif,düşük ohm bir yük olduğunda Soft Start hata verecek.
Beslediğin Beslemenin anlık Elektrik kesilmeleri,temassızlık vs gibi durumlarda da hata ya
sebep olacak.Genelde besleyen beslemenin çökmesi veya Transistörlerin bozulması gibi.

Birde şöyle bir durum var.Mesela Besleyen beslemenin fişini çektin,Senin işlemcin hala daha Kondansatörler sebebiyle çalışıyor içindeki kodu Koşturuyor-işliyor,hemen ardından besleyen beslemenin fişini taktın.Bu durumda ne olacak?
İşlemcine bunun için Donanımsal Reset yapısı kurman gerekir.Bu çok önemli hatırlatırım!

[quarko]

Aynı simülasyonu sadece Vref 6V için çalıştırır mısın ? Vin 12V ve üzeri olsun ama.

Yani yaklaşık 50% duty denk gelecek bir değerle çalıştır. Beklentim Vout u yükseltmeye çalışacağı yönünde.

Buyur hocam. Vref : 6V, Imax : 2.5A

Sonuç beklediğim gibi. Vout u yükseltmeye çalışmıyor. Sadece Vref ve Imax değerini değiştirdim. Diğer herşey aynı.

[quarko]

quarko,bu Sinyal nerenin sinyali?Transistör Gate sinyalin ne durumda?

V-Ref ile yapacağın Soft Startı I-Ref ile yapmayı dene.
Soft Start,Çıkış geriliminin yavaşça artması değil,Giriş Akımının Yavaşça emilmesi.
Bu iki şey aynı gibi görünüyor fakat aralarında fark var var.

Farklar şunlar...
Çıkışa bağlayacağın yük Resistif,düşük ohm bir yük olduğunda Soft Start hata verecek.
Beslediğin Beslemenin anlık Elektrik kesilmeleri,temassızlık vs gibi durumlarda da hata ya
sebep olacak.Genelde besleyen beslemenin çökmesi veya Transistörlerin bozulması gibi.

Birde şöyle bir durum var.Mesela Besleyen beslemenin fişini çektin,Senin işlemcin hala daha Kondansatörler sebebiyle çalışıyor içindeki kodu Koşturuyor-işliyor,hemen ardından besleyen beslemenin fişini taktın.Bu durumda ne olacak?
İşlemcine bunun için Donanımsal Reset yapısı kurman gerekir.Bu çok önemli hatırlatırım!

Bu çıkış gerilimi hocam. Sadece gerilim kontrollü olarak çalışırken bu şekilde rampa referansı takip ediyor. Şimdi kontrol algoritmasını psim simulasyonunda bahsettiğim gibi içiçe olacak şekilde akım ve gerilim kontrollü olarak yeniden düzenledim. Bu şekilde olduğunda Vref yine rampa şeklinde artarken Iref te dolaylı olarak rampa şeklinde artacağı için aslında dediğiniz sağlanmış oluyor gibi.

Bahsettiğiniz giriş gerilimi ile alakalı diğer mevzuda ise, giriş gerilimini sürekli okuyorum. Ama yazılımda henüz o kısım ile alakalı bir etkileşim yok. Olmazsa giriş gerilimi belirli bir değerin altında olduğunda hızlı bir reset yapısı gibi bir şey denemeye çalışabilirim. 

[JOKERAS]

Bu çıkış gerilimi hocam. Sadece gerilim kontrollü olarak çalışırken bu şekilde rampa referansı takip ediyor. Şimdi kontrol algoritmasını psim simulasyonunda bahsettiğim gibi içiçe olacak şekilde akım ve gerilim kontrollü olarak yeniden düzenledim. Bu şekilde olduğunda Vref yine rampa şeklinde artarken Iref te dolaylı olarak rampa şeklinde artacağı için aslında dediğiniz sağlanmış oluyor gibi.

Bahsettiğiniz giriş gerilimi ile alakalı diğer mevzuda ise, giriş gerilimini sürekli okuyorum. Ama yazılımda henüz o kısım ile alakalı bir etkileşim yok. Olmazsa giriş gerilimi belirli bir değerin altında olduğunda hızlı bir reset yapısı gibi bir şey denemeye çalışabilirim. 

Bunu diyeceğini tahmin ettiğim için Resistif yük örneğini verdim.
Çıkış gerilimin Resistif olması muhtemel yük sebebiyle geri dönüşü hatalı olacak.
PI Alogoritman Set değer galiba bu diyerek orada takılacak diye düşünüyorum.

Giriş gerilimini İşlemci ile okumak Sana bir fayda sağlamazki.
Bence Giriş gerilimini yani Beslemeyi dedekte edip,eğer Kesilmişse veya belli bir Brown durumu
olduysa komple İşlemciyi Bir Transistör,Kondansatör,direnç vs ile external Reset ettir.
İnternette örnek şemalar vardı bunun için.Bu çok önemli quarko!

Yüksek akımlarda devre Patır kütür yanar,bunun için özellikle Yüksek akım çalışılan devrelerde
hatırlarsın Start direnci diye direnç koyulur.Start direnci hem ilk startı verir hemde
Devre Enerjisi varmı yokmu dedekte eder.Anlık Elektrik kesilmelerinde
iç yapıyı En başa,yani Soft Start durumuna sokar.

[kralsam]

Buyur hocam. Vref : 6V, Imax : 2.5A

Sonuç beklediğim gibi. Vout u yükseltmeye çalışmıyor. Sadece Vref ve Imax değerini değiştirdim. Diğer herşey aynı.

Evet güzel çalışıyor. Senaryona over current moddan açık devreye çıkacak senaryoyu da ekle PI katsayılarını öyle kontrol etmeni öneririm. Ani gerilim zıplaması ne seviyede olacak onu görmüş olursun. Eline sağlık.   

[quarko]

Bunu diyeceğini tahmin ettiğim için Resistif yük örneğini verdim.
Çıkış gerilimin Resistif olması muhtemel yük sebebiyle geri dönüşü hatalı olacak.
PI Alogoritman Set değer galiba bu diyerek orada takılacak diye düşünüyorum.

Giriş gerilimini İşlemci ile okumak Sana bir fayda sağlamazki.
Bence Giriş gerilimini yani Beslemeyi dedekte edip,eğer Kesilmişse veya belli bir Brown durumu
olduysa komple İşlemciyi Bir Transistör,Kondansatör,direnç vs ile external Reset ettir.
İnternette örnek şemalar vardı bunun için.Bu çok önemli quarko!

Yüksek akımlarda devre Patır kütür yanar,bunun için özellikle Yüksek akım çalışılan devrelerde
hatırlarsın Start direnci diye direnç koyulur.Start direnci hem ilk startı verir hemde
Devre Enerjisi varmı yokmu dedekte eder.Anlık Elektrik kesilmelerinde
iç yapıyı En başa,yani Soft Start durumuna sokar.

Giriş gerilimi nominal 72VDC, çıkış 380VDC olacak @JOKERAS

Beslemeyi dedekte edemem, çünkü giriş dc ve mcu beslemesini dc girişten alıyorum. Girişte 2200uF kondansatör var. Bu arkadaş deşarj olmadığı sürece beslemem kesilse bile ben dc giriş var olarak algılarım. Önşarj tarafı mevcut devrede. İlk kalkarken zaten önşarj direnci üzerinden şarj edip öyle açılmaya başlıyor sistem. Eğer reset yapısını kurarsam otomatik olarak başa dönecek ve önce ön şarj, sonra soft start adımı ile devam edecek.