Modificare sursa ATX => Proiect didactic

[costyy86]

In primul rand multumesc pentru condensatori, azi au ajuns.

Am inteles totul.

Chiar aseara-azinoapte,am inceput sa calculez pentru alta sursa componentele exact ca in exemplul tau de pe pegina 1, am facut graficele,si am simulat in multisim, insa nu stiu ce am facut de nu am salvat,in multisim am reusit sa pun in aplicare cele calculate, dar nu functiona ok din cauza ca nu gaseam acest generator de semnal sinus, eu am pus altfel de generator "Function generator" si nu era ok cu el, pana nici la schema ta nu imi afisa corect...

Am inteles cum se calculeaza si componentele necesare, dar, nu stiu in ce mod modifica sau nu calculul componentelor, acele paliere facute in graficul pentru sursa mea, in rest sunt lamurit.

[costyy86]

Am calculat componentele necesare ,dar probabil nu am interpretat eu bine iarasi graficul, amplificarea dupa care am calculat a fost 43db, deoarece amplificarea fata de frecventa nu se suprapune perfect..se vede in test.

 

Mai jos schema completa cu valorile componentelor si simularea in multisim 12.

Pareri...?

 

 

[costyy86]

Mda, am gresit ce am facut mai sus, eu am calculat cu 43db cand de fapt trebuia sa calculez cu 35db, intersectia liniei albastre cu marginea din stanga, eu m-am luat dupa linia verde, dar asa e si mai rau, imi decaleaza mai mult, nu stiu de ce, dar banui ca nu am calculat bine din cauza palierelor.

[Marian]

Cer scuze pentru intarzierea in raspuns, te asigur ca este una motivata. Fac tot posibilul sa revin pana deaseara cu ceva lamuriri care sper eu sa te ajute.

[costyy86]

Nu este graba, fiecare are probleme de rezolvat, doar am postat ceea ce am facut ca sa sti.

Mai am o sursa facuta dupa alta schema, dar nu am facut inca partea de PWM, deci am cablajul cu, componente montate si mufa separata pentru placuta verticala de PWM, pun schema aici sa imi spui daca e ok sa fac PMW-ul de la schema ta fara sa mai modific pe cablajul meu ceva.

Deci pe cablaj am mufa catre pini trafului driver, 3 la numar, alimentare  si traseul catre pinul 1 al lui TL.

 

schema.pdf

[Marian]

Smilex m-a avertizat zilele trecute ca nu voi avea o misiune usoara in descrierea si explicarea compensarii, stia el ce spune...

 

Compensarea este un subiect de care sunt convins ca multi se feresc pe cat posibil, in convingerea ca e ceva nejustificat de complex cand de fapt exploateaza caracteristicile a 2 dintre cele mai elementare componente electronice, respectiv rezistenta si condensatorul, in special cel din urma, care jonglate pe langa un Amplificator Operational dau diverse combinatii, si daca stii cum functioneaza fiecare in parte ( mai ales condensatorul in semnal alternativ ) atunci n-ai voie sa ratezi. Cand am inititat acest proiect speram ca am acoperit destul de comprehensiv subiectul compensare, si in special interpretarea AE in multisim de AICI, sunt totusi notiuni elementare care ar trebui sa faca parte din bagajul de cunostinte al oricui si pe care nu le-am elaborat dar gandindu-ma retrospectiv poate ca era bine sa o fac macar superficial. Hai sa vedem cum functioneaza un amplificator operational neinversor, si ne folosim de multisim, schema este cat se poate de simpla, U1 din cea anterioara, bode plotter pentru vizualizare raspuns in grafic, o sursa de semnal, o rezistenta si un condensator ( acestea din  urma puse doar ilustrativ ):

 

Sa exploram putin principiul de baza al AO neinversor eliminand pentru moment condensatorul si folosindu-ne doar de 2 rezistente:

 

Avem intrarea la IN+ si reactia negativa aplicata la IN-, simplist spus se "citeste" iesirea si se aplica o parte din ea la inversoare, este principiul reactiei negative. Asa cum stim atunci cand IN+ este mai pozitiva decat IN-, iesirea face plus, atunci cand IN- este mai pozitiva decat IN+, iesirea face minus, este principiul de baza al AO, amplificatorul operational va face tot ce-i sta in putinta sa mentina intrarile la acelasi potential, observam deci in imaginea de sus un semnal de 1V aplicat la IN+ si o amplificare ilustrata in grafic de 20,8db, adica 11x, asta se intampla deoarece asa cum stim amplificarea la AO neinversor este:

 

Ok dar de ce se intampla asta?

Pai hai sa analizam cu incetinitorul ce se intampla cu amplificatorul operational de mai sus, asa cum am zis atunci cand IN+ este mai pozitiv decat IN-, iesirea face plus, aplicam semnal de +1V la IN+, ce se intampla cu iesirea? privind lucrurile cu incetinitorul vom constata ca iesirea va creste spre plus deoarece IN- este mai negativa in acel moment, ce trebuie sa se intample pentru ca cresterea iesirii spre plus sa se opreasca? simplu, trebuie ca si inversoarea sa aiba +1V ca si cealalta intrare, dar pentru ca asta sa se intample, iesirea trebuie sa urce mult mai sus de 1V deoarece inversoarea "vede" iesirea prin intermediul unui divizor rezistiv, cu un raport de 11/1, adica rezistenta totala a divizorului de la iesire catre masa este 11k, iar de la inversoare catre masa sunt 1k, deci acei 1k sunt de 11 ori mai mici decat rezistenta totala, deci in concluzie iesirea trebuie sa fie de 11 ori mai mare decat semnalul aplicat la IN+ pentru ca pe IN- sa apara acelasi semnal si deci amplificatorul sa ajunga la un punct de echilibru, si 1V semnal inmultit cu 11, rezulta 11V la iesire, adica s-a aplicat la neinversoare un semnal de comanda de 1V si s-a obtinut la iesire unul de 11 ori mai mare, si se numeste neinversor pentru ca iesirea este in faza cu intrarea.

 

Ok si cum reproducem pantele din grafice?

Raspund tot cu o intrebare: Ce s-ar intampla daca in locul R1 de mai sus punem un condensator?, hai sa vedem:

 

Simplu, am obtinut comportamentul unui pol, motivul sta in insasi comportamentul de baza al condensatorului in semnal alternativ unde este pur si simplu o rezistenta cu o valoare invers proportionala cu frecventa, adica este o rezistenta a carei valoare scade o data cu cresterea frecventei, caracteristica asta se numeste reactanta. Deci la CC ( curent continuu ) bucla de reactie se poate spune ca este una "intrerupta' deci amplificatorul lucreaza in bucla deschisa cu o amplificare limitata de insasi caracteristica sa interna ( enorma ), pe masura ce frecventa creste, reactanta condensatorului scade, deci simplist vorbind bucla de reactie contine o "R1" a carei valoare scade constant, ceea ce nu poate decat sa reduca amplificarea, panta de scadere este una de -20db/dec.

 

Ce se intampla daca in prima schema in loc de R2 punem un condensator?

Se intampla ca la curent continuu intrarea inversoare ar fi practic deconectata de la masa, deci amplificatorul devine un repetor, adica reproduce la iesire semnalul aplicat la intrarea +, pe masura ce frecventa creste reactanta condensatorului scade, astfel incat bucla de reactie initiala are acum un R2 care scade o data cu cresterea frecventei, scaderea R2 din schema initiala nu poate decat sa mareasca amplificarea, deci folosirea unui condensator in loc de R2 duce la o crestere a amplificarii cu o panta de +20db, adica am obtinut comportamentul unui zero. Iata:

 

Mai avem de reprodus palierul, acesta de fapt deja exista dar este pe 0db, dar ce facem daca spre exemplu la simularea unde in loc de R1 am pus condensator, dorim sa punem un palier la 20db dupa acea panta? Pai este destul de simplu, ne reamintim faptul ca 20db inseamna cca 11x ca si amplificare in tensiune, si ca pentru a avea asta trebuie ca sa ne folosim de un divizor rezistiv cu un raport de 11/1, si ne folosim de o rezistenta care spre deosebire de condensator, nu-si modifica valoarea o data cu frecventa, inseriem deci o rezistenta cu C1 care se asigura o rezistenta minima impusa intre inversoare si iesire:

 

Reactanta condensatorului tot scade cu cresterea frecventei dar la un anumit punct schema va fi in fapt prima postata in inceputul postarii, adica vor conta doar R1 si R2, condensatorul cum s-ar spune se scoate singur din schema. Acuma daca dorim ca la simularea unde am reprodus comportamentul zero-ului, punand in loc de R2 un condensator, sa punem totusi un palier dupa panta crescatoare ca astfel sa limitam amplificarea pana la un anumit nivel dorit, ce facem? pai simplu, avem nevoie sa ne asiguram ca intre inversoare si masa vom avea indiferent cat de mare e frecventa, o rezistenta anume impusa, deci inseriem cu condensatorul o rezistenta, la un anumit punct si aici schema va fi practic aceeasi ca la inceput, adica vor conta din nou doar R1 si R2, si vom avea de la o frecventa anume in sus pur si simplu 10/1k:

 

Ma opresc pentru moment aici, cu rugamintea catre tine Costy in special ( si catre oricine ar mai fi interesat de subiectul compensare ) sa citesti postarea asta integral si cu mare atentie, chiar daca ti se par generalitati, sunt esentiale in intelegerea si exploatarea sistemului, iti vor permite sa "jonglezi" mult mai usor cu diferite valori si configuratii. O sa revin sper seara sper eu, daca nu atunci cel tarziu maine, cu aplicarea acestui sistem direct pe cazul tau si deci determinarea valorilos exacte.

Editat Aprilie 22, 2018 de marian

[costyy86]

Mia fost de mare ajutor aceste explicatii, prin urmare am inceput sa recalculez compensarea incepand cu graficul care l-am facut din nou,dar fara paliere,si am eusit sa calculezccomponentele necesare finale ( standard), nu a iesit perfect, dar cred ca va functiona.

Mai jos este graficul si simularile la tensiune mica,medie si mare. Ce nu imi este in regula, unghiul nu se modifica deloc in functie de tensiunea din primar fie ea intre 101 si 170v, se vede in grafic, e ok asa?

 

Schema:

 

Teste tensiune 135v R2-3.3k

 

 

Test tensiune 101v  R2-2.47K

 

 

 

Test tensiune 170v  R2-4.16K

 

 

 

Pareri? e ok?

 

P.S. marian te rog doar cand ai timp,stiu ca esti foarte ocupat si nu esti deloc obligat sa imi raspunzi,si asa m-ai ajutat foarte mult,sa imi raspunzi la intrebarea din postul meu anterior legat de schema.

Multumesc.

Editat Noiembrie 8, 2014 de costyy86

[Marian]

O luam pe rand, terminam cu ce am inceput si apoi consultam si cealalta schema, altfel riscam sa ne pierdem in detalii.

 

Asda cum am promis de ieri, revin cu aplicarea metodologiei descrise in cazul specific al tau, in acest sens reatasez graficul ce ne intereseaza:

 

Caracteristica cu rosu deja a fost reprodusa AICI, mai trebuie sa reproducem corectia, adica linia cu albastru din acest grafic, pentru asta vom lucra in schema unde am reprodus LC-ul, doar cu U1, si in acest sens trebuie sa alegem dinainte o valoare a rezistentei care la sursa ta va fi cea dintre pinul 2 si referinta, la pinul 1 ai 1k, de ce sa nu fie si la 2 tot 1k? hai sa testam cu aceasta valoare. Asa cum am zis in postarea de AICI se pleaca de la marginea din stanga, avem acolo o panta de -20db/dec cu o anumita amplificare la frecventa de 10hz ( marginea graficului din stanga ), estimez eu ca ar fi cam 34,5db acolo ( adica punctul unde linia albastra intersecteaza marginea graficului ), acest castig in decibeli trebuie convertit intr-o amplificare in tensiune, formula este:

 

Adica 10 ridicat la puterea castigul in decibeli impartit la 20, 34,5/20=1,725, 10 la puterea 1,725 este 53x, asadar aceasta trebuie sa fie amplificarea la 10hz, o reproducem cu rezistenta de 1k de la IN- catre masa si cu condensator intre IN- si iesire, punem schema pentru referinte exacte:

 

Ne vom folosi de valori exacte gasite in calcule pentru a reproduce intocmai comportamentul din grafic, asta cel mai probabil va presupune folosirea de valori in multisim care nu sunt standard, dar nu asta ne intereseaza pentru inceput, ci ne intereseaza sa reproducem intocmai, sau oricum cat mai apropiat, acel grafic, urmand apoi sa alegem si valori standard si sa le testam contra variatiilor alimentarii si ale ESR ca sa fim siguri ca suntem in zona sigura... mai e pana acolo, mai e mult...

 

 

Ce valoare trebuie sa aiba condensatorul? pai tocmai ce stabiliram ca amplificarea la 10hz este 53, condensatorul deci va trebui sa aiba o reactanta la 10hz de 1k*(53x-1), adica 52k, avem in formula 53-1 deoarece asa cum am aratat anterior, amplificarea la AO neinversor este 1+(R1/R2), iata si o formula generic:

 

Acuma valoarea C1 este deci:

 

Si simularea:

 

In marginea de jos a osciloscopului scrie in stanga 10hz si mai pe la mijloc 34,3db, adica ceea ce ne-am dorit.

 

Continuam si revenind la graficul de la care am plecat ( cel desenat si prezentat in inceputul postarii asteia ), observam ca avem nevoie de un palier care incepe la 240hz, facem asta inseriind o rezistenta R1 cu C1, am explicat anterior ce face deci nu insist, valoarea ei este:

 

Si simularea:

 

Acuma trebuie sa punem un zero la frecventa LC 486hz, facem asta adaugand un condensator C2 intre IN- si masa, adica in paralel pe R2, valoarea sa trebuie sa fie:

 

Simularea de rigoare:

 

In continuare trebuie sa reproducem palierul de sus, care incepe la ESR, adica la acei cca 8,4khz, facem asta inseriind o rezistenta R3 cu C2, valoarea ei:

 

Simularea:

 

In final mai avem de pus polul la 20khz, se monteaza in acest scop un condensator C3 intre inversoare si iesire, valoarea:

 

Simularea:

 

Acum trebuie sa verificam daca globalul de interes este asigurat cu aceste valori, in acest scop readaugam U2 si divizorul din fata 260/1k si verificam:

 

 

 

Asa cum putem observa intersectia se afla exact unde am planificat dar faza la aceasta frecventa este prea mare, ne reamintim ca unul din criteriile stabilitatii este ca faza la intersectie sa fie intre 30 si 60 grade, avem aici aproape 66gr, deci ceva trebuie facut, mai reamintesc faptul ca atunci cand am ales eu polul de la 20khz am zis ca este unul provizoriu si ca e posibil sa trebuiasca revizuit, ampus in simulator acest pol cu ajutorul C3, deci modificam valoarea C3 pentru a obtine o faza mai buna, si deci coboram polul mai jos progresiv pana obtinem rezultatul dorit, undeva pe la 9khz am obtinut cam 56gr:

 

 

Intersectia a ramas in continuare acolo unde trebuie asa cum este si normal:

 

Asadar concluzionam ca am obtinut criteriile de stabilitate cerute, avem intersectie cu 0db pe o panta de -20, si avem la acea frecventa de intersectie o faza in gama dorita, insa am obtinut asta cu valori exacte obtinute in calcul, care sunt oricum numai standard nu, deci voi reveni intr-o postare ulterioara cu determinarea valorilor standard si verificarea lor fata de variatiile alimentarii si ale ESR.

 

Si pomenind de variatiile alimentarii, inteleg din ce ai scris tu Costy ca nu esti sigur cum influenteaza ele graficul, as avea o intrebare simpla, revizuind retrospectiv toata harmalaia asta despre compensare, unde anume apare tensiunea de alimentare din primar, in ce formula mai exact? Cauta atent si spune-mi daca te-ai prins...

 

Nota:

Solicit ca oricine este interesat de subiectul compensare sa citeasca cat mai atent postarile astea ale mele, stiu ca-s lungi dar sunt necesare asa, si contin informatii esentiale si consider eu suficiente pentru a va lamuri, asigurati-va deci ca acordati suficienta atentie acestor postari pentru ca nu le voi mai repeta, oricare ar fi configuratia voastra a fiecaruia aveti deja tot ce va trebuie pentru a adapta compensarea, eu nu voi mai repeta pentru nimeni decat eventuale lamuriri pe scurt, cititi atent si unde nu intelegeti intrebati, incercati sa adaptati voi insiva tot ce este de facut, aveti deja toate informatiile necesare.

 

 

Editat Aprilie 22, 2018 de marian

[costyy86]

Am citit postarea si am vazut unde trebuia calculate acele paliere, deaceea mie nu mia dat bine.

De influentat influenteaza intersectia globalului, dar gradele fazei nu, cel putin nnu la ce am calculat eu mai sus.

Tensiunea din primar se gaseste in formula asta :

A_I=[(135/12.8) x 0.94]/3  unde 135 tensiunea medie din primar 

Aceasta tensiune daca o modific la 101 respectiv 170v, rezitenta R2 trebuie modificata si astfel este influentat doar globalul nu si faza, asta nu intelegeam, e ok sa nu se modifice faza?

[Marian]

Se modifica si faza dar foarte putin, dar nu asta conteaza cel mai tare, ci faptul ca plimband pe verticala linia cu rosu din grafic in timp ce ramane neschimbata cea cu albastru, rezulta ca intersectia cu 0 isi modifica locul, si daca nu se acorda suficienta atentie calcularii si alegerii locului de intersectie, se poate ajunge in situatia in care intersectia sa nu se mai faca pe panta de -20, deci se incalca unul din principiile cerute ale stabilitatii. O sa revin sper eu spre seara cu alegerea de valori optimizate.

[costyy86]

Acum m-ai lamurit in legatura cu faza, e ok, am inteles faptul  ca intersectia trebuie sa se afle pe panta de -20 indiferent daca tensiunea este minima sau maxima, in cazul de fata 101 respectiv 170v.

O sa incerc si eu sa optimizez in multisim componentele sa vad daca imi iese.

Multumesc. 

[costyy86]

Am optimizat componentele si sper sa fie ok, mai ramane de probat fizic maine seara.

Schema e mai jos.

 

[Marian]

Nu e tocmai ideeal, 330n nu are 52k la 10hz, 330n cu 2k2 nu dau inceputul palierului la 240hz, 330n cu 68 nu dau inceputul celuilalt palier la 8,4khz, adica te-ai departat putin cam mult de ideeal, asta nu inseamna neaparat o problema, ce-i drept uneori mai greu este sa gasesti o combinatie cat mai apropiata de ideeal dar cu valori standard ale componentelor, si asta nu se poate din prima, cand sunt atat de multe variabile e greu sa gasesti combinatia perfecta dar e bine sa incerci mai multe variante pana gasesti o combinatie cat mai apropiata de tinta initiala, chiar daca nu se va putea fix ce ai gandit in grafic, daca esti cat mai aproape ar trebui sa fie ok.

 

Si mie mi-a luat cateva minute pana am gasit o varianta cat de cat ok, iata schema:

 

Simularile ( intersectie si faza ):

 

 

Extrema minima a alimentarii muta intersectia undeva pe la 2,3khz, si faza ramane cam la fel, deci aici nu pot fi probleme, pana la LC mai e destul spatiu; extrema maxima a alimentarii urca intersectia pe la 3,4khz si coboara faza pe la 51gr, si aici mai este spatiu suficient pana la ESR ( 8,4khz ); variatiile ESR ne intereseaza doar la extrema maxima a alimentarii pentru ca aceea poate urca cel mai mult intersexctia inspre ESR, si ne intereseaza doar o crestere a ESR-ului care scade frecventa zero-ului pus de el in linia cu rosu din graficul desenat, si deci il apropie de intersectie, cresterea ESR are loc la scaderea temperaturii capsulei condensatorului, o dublare a sa scade frecventa ESR la putin peste 4khz dar intersexctia la alimentare maxima e la 3,4khz deci ar mai fi aproape 1khz distanta, nu e perfect dar nici o problema nu cred ca este, iar o dublare a ESR-ului ar putea avea loc la temperaturi foarte scazute, ( probabil mult mai scazut decat ar lucra sursa vreodata ); scaderea ESR are loc la cresterea temperaturii capsulei si urca zero-ul in sus in frecventa deci nu ne intereseaza, dimpotriva, se lungeste si mai tare panta disponibila pentru compensare.

 

In concluzie asta ar fi schema pe care eu ti-as sugera-o.

Bafta.

Editat Aprilie 22, 2018 de marian

[costyy86]

Ok.

Multumesc foarte mult pentru rabdarea si ajutorul acordat.

Te rog sa nu ma uiti cu intrebarea mea de la postul #170 in legatura cu acea schema, am nevoie de un raspuns daca merge sau nu, cu restul calculului incerc sa ma descurc singur sa vad ce reusesc.

[Marian]

Pai si care ar fi nelamurirea ta legata de acea schema mai exact? compensarea vad acolo doar un pol la o anumita frecventa, una diferita fata de ceea ce am discutat eu pentru acest proiect...