Sperrwandler mit variabler Ausgangsspannung

[larrybrant]

Hallo zusammen,

ch bin mitten im Entwurf eines Schaltnetzteiles mit variabler
Ausgangspanung (10 bis 72V, 0...1A, galv. getrennt). Kniffilig ist
hierbei auch, dass ich kein mechanisches Poti verwenden kann, um bspw.
den Spannungsteiler für das Feedback-Sgnal zu verändern, da ich aus
einer µC-Applikation heraus mit einer Leistungs-HW diese Spannung
erzeugen muss.

Hatte im "ersten Schuss" über einen DAC eine Steuerspannung generiert
und die Ausgangsspannung mit dieser mit einem Comperator verglichen. Der
Ausgang war dann über einen Optokoppler an das Regler-IC verbunden. Das
Problem bei dieser, zugegebenen sehr rabiaten Schaltung, ist, dass das
Regler-IC nicht mehr regelt, sondern nur noch hart das PWM an und
ausschaltet.

Bisher habe ich bei den Schaltnetzteilen einen TL431 und
Kompensationsnetzwerk an diesem bzw. am Regler-IC verwendet (siehe
Bild-1).
Das funktionierte bisher auch bestens - jedoch waren dort die
Ausgangsspannungen immer fix und die Spannungseinstellung für die
Regelung über das Widerstandsverhältnis am Ref.-Pin des TL431 sehr
leicht einstellbar.

Mein zweiter Ansatz ist nun den TL-431 durch ein geeignetes Regelglied
zu ersetzen, dass mir meinen Ausgang über eine DAC generierte
Steuerspannung einstellt.
Ich habe zunächst an einen PI-Regler gedacht und eine Beispielschaltung
im LT-Spice angepasst (siehe Bild-2a). Da ich die Werte mehr oder
weniger aus dem Bauch eingesetzt habe verwundert es auch nicht, dass das
Teil schwingt (je nach Betriebsart auch mächtig => siehe Bild-2b). Um
den Regler an die Strecke anzupassen müsste ich das Verhalten des
Stellglieds und der Regelstrecke (PWM-Käfer, Trafo....) kennen. Da ich
kein eingefleischter Regelungstechniker bin lege ich mir hier aber
absolut die Karten....

Mein dritter Ansatz war den Widerstand R223 durch ein digitales Poti zu
ersetzen. Leider lässt sich die Ausgangsspannung so nicht vernünftig
einstellen, da Ausgangsspannung mit ca. 1/n geht. Man müsste da schon
den oberen Widertand nehmen. Ist aber wegen den max. 72V so nicht
möglich.

Meine Fragen an euch sind nun:
- Wie ermittelt errechnet man für einen Sperwandler die Parameter für
Stellglied und Regelstrecke, damit ich den Regler anpassen kann?
- Habe ich hier ggf. eine Rückführung vergessen?
- Bzw. gibt es hier eine einfache, pragmatische oder iteratieve
Herangehensweise?
- Hat jemand vielleicht eine andere Idee, die Ausgangsspannung des
Sperrwandlers einzustellen?

Bilderlinks:
https://www.dropbox.com/s/wfgvov77kltnlj7/Bild-1.jpg
https://www.dropbox.com/s/vt4rte1f43...haltung%29.jpg
https://www.dropbox.com/s/vs631eggu1...pannung%29.jpg

Gruß, Larry

[PICture]

Hallo!

Bisher habe ich bei den Schaltnetzteilen einen TL431 und
Kompensationsnetzwerk an diesem bzw. am Regler-IC verwendet (siehe
Bild-1).
Das funktionierte bisher auch bestens - jedoch waren dort die
Ausgangsspannungen immer fix und die Spannungseinstellung für die
Regelung über das Widerstandsverhältnis am Ref.-Pin des TL431 sehr
leicht einstellbar.

Ich würde mich dann nur auf der Erzeugung einer stabiler variabler Referenzspannung konzentrieren, was mit DAC (z.B. PWM) gehen sollte.

[021aet04]

Wilkommen im Forum. Wo soll der µC sein? Im Primär- oder im Sekundärteil? Wenn der µC im Primärteil sitzt könntest du mit einem Analogoptokoppler (z.B. IL300) arbeiten. Wenn der µC im Sekundärteil sitzt könntest du den R223 durch einen Transistor ersetzen und diesen über RC Glieder und OP (Stromquelle) an dem PWM Kanal des hängen.

MfG Hannes

[larrybrant]

Hallo Hannes,

der µC sitzt auf der Sekundärseite.
Der Transistoransatz klingt sehr interessant. Ich weiß jedoch nicht wie eine Schaltung, die sich wie ein spannungs- oder stromgesteuerter Widerstand
verhält (möglichst linear und über Temperatur stabil) ausehen müsste. Wäre quasi eine elektronisch einstelbare Last.
....werde aber mal drüber nachbrüten.

Habe mir jetzt zunächst allerdings ein paar Bücher zur Regelungstechnik besorgt und versuchen die Kompensation der Schaltung mal rechnerisch durchzugehen.
Ggf. habe ich ja hier schon einen Bock geschossen .
Wenn ich weiter komme - mit elcher Variante auch immer - werd ich es nochmals posten.

Danke+Gruß, Larry