Duty cycle e traferro.

[EnChamade]

Ad ogni modo, se fosse instabile onestamente su due piedi non ho alcuna spiegazione.

I flyback sono molto spesso in DCM perche' essendo il flyback un discendente del boost, quando lavora in modo continuo ha uno zero a destra nella funzione di trasferimento fra tensione di uscita e duty cycle (...)

Che scemo che sono! Avevo la risposta sotto al naso e non l'ho vista! In effetti avevo considerato il fatto che il sistema in CCM è un sistema a fase non minima, ma ero partito dall'ipotesi che il controllo fosse in grado di gestire il flyback in CCM. Invece IsidoroKZ ha ragione.
Il flyback di mrc sicuramente è stato concepito per lavorare in DCM. Abbassando così tanto il traferro, portiamo il convertitore a lavorare in CCM e il controllo non è in grado di gestirlo per la comparsa dello zero a parte reale positiva.

e questo rende il circuito in CCM praticamente incontrollabile.

Questa cosa mi interessa. Io ho progettato un controllo per un boost da 100W in CCM (e successivamente sperimentato in laboratorio con un prototipo) e sono giunto alla soluzione che per avere una buona banda bastava un PID: quindi lo possiamo controllare con uno sforzo non eccessivo. Cosa mi sfugge? Grazie!

Mi pare che EnChamade abbia perfettamente colto il punto (se posso chiederlo, dove studi?)

A Padova. E tu invece ti vedo molto "engine" (espressione che piace molto a me e al brabus...)! Cosa fai?

Avete comunque chiarito il mio dubbio e vi ringrazio moltissimo.

Con questo ultimo post credo che abbiamo risolto ogni aspetto del quesito posto.



PS: scusa RenzoDF ma non avevo ancora saputo dell'esistenza del delta T per la modifica dei post e ho trovato un errore anche qui. Nel mio precedente post (il numero [24]) i rapporti spire sono tutti e due invertiti. Prometto che da adesso in poi ricontrollerò 5000 volte prima di postare!

[IsidoroKZ]

Il flyback di mrc sicuramente è stato concepito per lavorare in DCM. Abbassando così tanto il traferro, portiamo il convertitore a lavorare in CCM e il controllo non è in grado di gestirlo per la comparsa dello zero a parte reale positiva.

Avevo capito che aumentasse il traferro, quindi andasse in DCM piu` profondo. Confesso che non ho letto con attenzione tutti i dettagli del thread, ho saltato la parte di instabilita`

Questa cosa mi interessa. Io ho progettato un controllo per un boost da 100W in CCM (e successivamente sperimentato in laboratorio con un prototipo) e sono giunto alla soluzione che per avere una buona banda bastava un PID: quindi lo possiamo controllare con uno sforzo non eccessivo. Cosa mi sfugge? Grazie!

Probabilmente nulla, mi sono espresso male. Volevo solo dire che bisogna andare in crossover abbastanza prima dello zero a destra, e questo e` mobile. Nei progetti che mi erano capitati questa era un vincolo abbastanza forte rispetto alla banda che avrei voluto ottenere. Invece nei PFC a boost non ci sono problemi

A Padova. E tu invece ti vedo molto "engine" (espressione che piace molto a me e al brabus...)! Cosa fai?

Si vede che provieni da una buona scuola. Sono ing elettronico risalente a epoche preistoriche, principalmente analogico, potenza e compatibilita`, anche se talvolta mi piace mettere il naso in altri campi.

Grazie a didimo, mir e RenzoDF per i link alla scrittura delle formule. Sono anni che non uso latex duro e puro (evviva gli editor con preview), ma ho visto che e` come andare in bicicletta, piu` o meno ce lo si ricorda sempre.

[brabus]

I flyback sono molto spesso in DCM perche' essendo il flyback un discendente del boost, quando lavora in modo continuo ha uno zero a destra nella funzione di trasferimento fra tensione di uscita e duty cycle, e questo rende il circuito in CCM praticamente incontrollabile.

Piu' lo rileggo, piu' ci penso, piu' qualcosa non mi torna.

EnChamade ha gia' detto che il boost del nostro laboratorio era agevolmente stabilizzato da un PID. Il controllo dei convertitori boost e flyback in CCM e' quindi piu' delicato rispetto a quello di un buck (proprio a causa dello zero nel RHP), ma sicuramente non impossibile.

In secondo luogo...
Il flyback in DCM continua a rimanere un sistema a fase non minima. Il trasferimento di energia dall'induttanza di magnetizzazione (il nucleo del mutuo induttore) al carico (R + C, attraverso il diodo) avviene comunque durante il tempo Toff.

Se la memoria non mi inganna, il flyback viene fatto funzionare in DCM perche' le commutazioni dei diodi risultano "soft", naturali, a tutto vantaggio delle emissioni EMI (in generale, condotte e irradiate).
Inoltre, in DCM si puo' rilassare il vincolo sulle durate dei tempi Ton e Toff, in quanto si ha sempre la garanzia della completa scarica dell'induttanza di magnetizzazione, e ci si puo' "dimenticare" della saturazione del nucleo (a meno che il tempo Ton sia esageratamente elevato, o il flusso di saturazione esageratamente basso).

Mi sfugge qualcosa?
Forse la pulsazione dello zero a parte reale positiva e' piu' elevata in DCM, e pertanto esso puo' essere trascurato?

[IsidoroKZ]

Piu' lo rileggo, piu' ci penso, piu' qualcosa non mi torna.

EnChamade ha gia' detto che il boost del nostro laboratorio era agevolmente stabilizzato da un PID. Il controllo dei convertitori boost e flyback in CCM e' quindi piu' delicato rispetto a quello di un buck (proprio a causa dello zero nel RHP), ma sicuramente non impossibile.

Devi andare in crossover ben prima dello zero a destra, e questo di solito pone delle limitazioni non accettabili, tranne nel caso del pfc. Si puo` eliminare lo zero a destra se il PWM modula il fronte di accensione dell'interruttore, al posto di quello si spegnimento come si fa di solito. Pero` e` una tecnica che non ho mai visto usare in pratica.

In secondo luogo...
Il flyback in DCM continua a rimanere un sistema a fase non minima. Il trasferimento di energia dall'induttanza di magnetizzazione (il nucleo del mutuo induttore) al carico (R + C, attraverso il diodo) avviene comunque durante il tempo Toff.

Vero, anche ma lo zero a destra va a frequenze dalle parti di fsw/2 o piu`, e quindi non da` problemi sul controllo.

Se la memoria non mi inganna, il flyback viene fatto funzionare in DCM perche' le commutazioni dei diodi risultano "soft", naturali, a tutto vantaggio delle emissioni EMI (in generale, condotte e irradiate).

Non lo vedo come un vantaggio notevole, forse e` utile ad alta tensione. In compenso quando apri l'interruttore la variazione di corrente in dcm e` circa doppia che in ccm. Se fosse cosi`, anche i derivati del buck verrebbero fatti lavorare in DCM per non avere spegnimenti forzati, che oltre al reverse recovery danno anche aumento di dissipazione sull'interruttore. In realta` non lo si fa perche' il DCM stressa parecchio di piu` i componenti rispetto al CCM di pari potenza. Se si va in DCM e` perche' si e` proprio costretti.

Inoltre, in DCM si puo' rilassare il vincolo sulle durate dei tempi Ton e Toff, in quanto si ha sempre la garanzia della completa scarica dell'induttanza di magnetizzazione, e ci si puo' "dimenticare" della saturazione del nucleo (a meno che il tempo Ton sia esageratamente elevato, o il flusso di saturazione esageratamente basso).

Questo non lo vedo. Se cortocircuiti il secondario, e non ci sono altre protezioni, il nucleo satura comunque. In CCM non mi pare si possa avere il flux runaway, il feedback tiene le cose a posto.

Forse la pulsazione dello zero a parte reale positiva e' piu' elevata in DCM, e pertanto esso puo' essere trascurato?

Questo si`. Domattina cerco i dati precisi sugli zeri e li posto. Hai i dati del boost del laboratorio (tensioni, frequenza, L, C, corrente di uscita...) che proviamo a farci su i conti?

[EnChamade]

In secondo luogo...
Il flyback in DCM continua a rimanere un sistema a fase non minima. Il trasferimento di energia dall'induttanza di magnetizzazione (il nucleo del mutuo induttore) al carico (R + C, attraverso il diodo) avviene comunque durante il tempo Toff.

Mi sono espresso male. Si, il sistema rimane a fase minima ma ripassiamo un po' di teoria. Partendo dal modello medio del convertitore flyback otteniamo che in CCM lo zero è dato dalla

dove con

mentre in DCM abbiamo

Lo zero in CCM generalmente è a frequenza molto basse mentre quello in DCM è sempre maggiore di . Infatti

Inlotre, nel modello DCM abbiamo che i poli complessi coniugati tipici del CCM diventano reali e uno va in alta frequenza. La morale è che in DCM, se progettato per lavorare con DC bassi, possiamo trascurare gli effetti dello zero e del polo in alta frequenza trovando un modello ridotto del primo ordine! Questo è quello che succede nel flyback di mrc.

Inoltre, in DCM si puo' rilassare il vincolo sulle durate dei tempi Ton e Toff, in quanto si ha sempre la garanzia della completa scarica dell'induttanza di magnetizzazione, e ci si puo' "dimenticare" della saturazione del nucleo (a meno che il tempo Ton sia esageratamente elevato, o il flusso di saturazione esageratamente basso).

Ok. Ma devi sempre tenere d'occhio l'integrale di tensione! Quindi direi che forse non è poi un vantaggio così sorprendente.

[brabus]

Ok. Ma devi sempre tenere d'occhio l'integrale di tensione! Quindi direi che forse non è poi un vantaggio così sorprendente.

Credo che stiamo dicendo la stessa cosa, nel testo che hai quotato avevo specificato che la scelta del traferro e dei tempi di commutazione deve essere, ovviamente, oculata...

La morale è che in DCM, se progettato per lavorare con DC bassi, possiamo trascurare gli effetti dello zero e del polo in alta frequenza trovando un modello ridotto del primo ordine!

Eccolo qua, mi ricordavo giusto infatti.
Non mi sovviene il motivo per cui i poli sono puramente reali. Correggimi se sbaglio: per la formulazione del modello medio e' necessario mediare le variabili di stato attraverso le varie fasi di conduzione degli interruttori (comandati e non). Nel flyback in DCM non abbiamo un vero e proprio filtraggio LC (di fatto, l'origine dei poli complessi coniugati, in ogni tipologia di convertitore), poiche' il diodo frapposto fra il mutuo induttore e il condensatore cambia continuamente la topologia del circuito. Sbaglio? La dispensa cosa dice?

[IsidoroKZ]

La morale è che in DCM, se progettato per lavorare con DC bassi, possiamo trascurare gli effetti dello zero e del polo in alta frequenza trovando un modello ridotto del primo ordine!

Eccolo qua, mi ricordavo giusto infatti.
Non mi sovviene il motivo per cui i poli sono puramente reali.

Tutti i discontinui hanno due poli reali, di cui uno in alta frequenza, incluso il buck, dove la rete LC e` sempre connessa. La spiegazione "handwaving" e` che i poli sono associati ad elementi che immagazzinano energia e quindi con memoria del passato.
Nel caso dei dcm la corrente dell'induttore va a zero e ci rimane per la parte finale del periodo. L'induttore non porta in "eredita`" al ciclo successivo nessuna infomazione. Ha una memoria, che pero` viene cancellata entro il singolo ciclo, e quindi il polo corrispondente e` un polo veloce, che si ricorda poco.
In realta` non si puo` parlare di poli se prima non si media e linearizza, quanto detto prima e` solo una spiegazione behavioral.

Di quali dispense stai parlando? Tenti? Spiazzi? Buso? Disponibili in rete?

Grazie!

[EnChamade]

Non mi sovviene il motivo per cui i poli sono puramente reali.

Tutti i discontinui hanno due poli reali, di cui uno in alta frequenza, incluso il buck, dove la rete LC e` sempre connessa. La spiegazione "handwaving" e` che i poli sono associati ad elementi che immagazzinano energia e quindi con memoria del passato.
Nel caso dei dcm la corrente dell'induttore va a zero e ci rimane per la parte finale del periodo. L'induttore non porta in "eredita`" al ciclo successivo nessuna infomazione. Ha una memoria, che pero` viene cancellata entro il singolo ciclo, e quindi il polo corrispondente e` un polo veloce, che si ricorda poco.
In realta` non si puo` parlare di poli se prima non si media e linearizza, quanto detto prima e` solo una spiegazione behavioral.

Questa volta è arrivato prima IsidoroKZ. Per altro, non si potrebbe spiegarlo meglio!

Di quali dispense stai parlando? Tenti? Spiazzi? Buso? Disponibili in rete?

La dispensa su cui abbiamo studiato queste cose è quella di Spiazzi (per altro dispensa fatta molto bene). Non è reperibile in rete purtroppo.
Ma tu conosci l'ambiente Patavino! Scusa se mi faccio gli affari tuoi, ma sono curioso: come mai? Hai studiato qua o hai avuto rapporti con il dipartimento?

[IsidoroKZ]

La dispensa su cui abbiamo studiato queste cose è quella di Spiazzi (per altro dispensa fatta molto bene). Non è reperibile in rete purtroppo.

Quando mi capita di incontrarlo gliela chiedo.

Ma tu conosci l'ambiente Patavino! Scusa se mi faccio gli affari tuoi, ma sono curioso: come mai? Hai studiato qua o hai avuto rapporti con il dipartimento?

Non ho studiato a Padova, ma lavorando in ambito circuitale/potenza/compatibilita`, conoscere i padovani e` il minimo . Ci sono ancora i due Malesani?

[brabus]

Ci sono ancora i due Malesani?

Isidoro, stai parlando con le ultime due persone che sono state esaminate dal Grandissimo, Illustre, Inossidabile, Mai Abbastanza Lodato Luigi Malesani.
Si e' ritirato definitivamente proprio a fine Settembre 2009. Inutile dire che ci siamo commossi al suo saluto.