Autor Tema: Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión  (Leído 11909 veces)

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #90 en: 18 de Diciembre de 2015, 18:11:04 »
Necesita más derivativo (condensador CD mayor) hasta que las oscilaciones sean menores.



Después puedes intentar mejorarlo con más condensadores cerámicos en la salida.

A ver que tal.

Saludos.
« Última modificación: 18 de Diciembre de 2015, 18:13:32 por Picuino »

Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #91 en: 28 de Diciembre de 2015, 21:28:57 »
Pues no mejoran esos picos, aumenté el valor de CD poniendo condensadores en paralelo de 470nF, y no mejora, llegué hasta 2.5uF.

Luego soldando en la salida condensadores de 100nF (en total 5) más otro de 10nF, tampoco mejoran esos picos; se supone que son cerámicos de bajo valor los que los eliminan, sin embargo poniendo un electrolitico de 330uF en la salida si se reducen un poco.

Saludos!!!
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #92 en: 29 de Diciembre de 2015, 12:36:11 »
El problema de esos picos está en el montaje o en el osciloscopio. No es problema del circuito.

Echando algunos cálculos:



Periodo entre picos inferiores de unos 60 a 65ns. La frecuencia:
  T = 65 ns
  f = 1 / T = 15.4 MHz

A esa frecuencia tan alta la regulación no funciona y los picos de tensión dependen de la impedancia de los condensadores.
Para condensarores de 100nF será:

  Zc = 1 / (2·pi·f·C) = 1 / (2 · 3.1416 · 15.4MHz · 0.1 uF) = 1/ 9.68 = 0.103 Ohms

Es muy baja y deberían eliminar el pico de tensión.



Otro cálculo:

La tensión sube 0.48 voltios en 30ns. Para conseguir ese cambio, un condensador de 100nF necesita una corriente de:
  I = C · dV / dT = 100nF · 0.48V / 30ns = 1.6 Amperios

Si pones dos o tres condensadores, el pico debería reducirse en la misma proporción.

A esa frecuencia los electrolíticos tienen una respuesta más pobre (o la misma, pero necesitan mayor capacidad):

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/Kondensator-Impedanzverl%C3%A4ufe-Wiki-1.jpg


Quizás mirando señales de entrada / salida y regulación desde la masa de potencia, puedes encontrar algo raro.


De todas formas si mejora con unos electrolíticos en paralelo, la parte práctica ya la tienes terminada.
Un saludo.
« Última modificación: 29 de Diciembre de 2015, 12:38:45 por Picuino »

Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #93 en: 29 de Diciembre de 2015, 14:58:28 »
OK, según esos cálculos deberian desaparecer los picos.

Citar
Quizás mirando señales de entrada / salida y regulación desde la masa de potencia, puedes encontrar algo raro.

Bueno, adjunto oscilogramas con esas pautas:

- En azul la salida del operacional, y en amarillo la de la salida del regulador:


* pic_334_1.gif
(20.39 kB, 800x480 - visto 250 veces)


- Aquí he alimentado el regulador con un transformador + rectificador + filtro, para descartar un posible fallo de la fuente que he usado hasta ahora, tiene un electrolitico en la salida a mayores de 220uF y CD es de 10uF//1uF.
En amarillo la salida del regulador, y en azul la entrada del regulador; se ve que los picos disminuyen por el electrolitico de salida de 220uF y el de 10uF en CD (si en lugar del trafo pongo una fuente la salida es igual):


* pic_334_2.gif
(18.95 kB, 800x480 - visto 252 veces)


- Las condiciones anteriores y señal de base del transistor (en azul):


* pic_336_1.gif
(19.35 kB, 800x480 - visto 252 veces)


- Y aquí para descartar el error en el osciloscopio he montado un regulador con un LM350 ajustado a 24v de salida y con entrada de 28v proveniente de una fuente:


* pic_335_1.gif
(19.19 kB, 800x480 - visto 323 veces)


esta prueba no se si es muy fiable como para descartar error de osciloscopio, pero se asemeja a lo que dice el datasheet del integrado (figura 14 pagina 5), si hubiese error en la medida podrian aparecer esos picos aquí tambien:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm350-n.pdf
« Última modificación: 29 de Diciembre de 2015, 19:26:44 por micro_pepe »
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #94 en: 30 de Diciembre de 2015, 04:53:33 »
El estudio con las señales está estupendo. Muchas gracias Micro_pepe, da gusto hacer proyectos contigo.


No había caído en la cuenta de que los picos de tensión a la salida son como mucho de 0.28 voltios y la tensión de salida casi es de 28 voltios.
El error es de un 1% como máximo en picos de nanosegundos. Mejorar eso en la fuente no tiene mucho sentido. Es una salida muy buena.
Esos picos es mejor filtrarlos en la entrada de la carga, para filtrar de paso todo el ruido que van a añadir los cables de alimentación.


Otra cosa que he visto, la base del transistor tiene picos que no debería. Se podría poner un condensador de unos 220pF entre la base del transistor y masa, para evitarlos. Eso debería mejorar también la respuesta de salida. Es posible que tengas que ajustar un poco el condensador derivativo CD, que ahora te va a funcionar mejor.


Un saludo.

Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #95 en: 31 de Diciembre de 2015, 14:42:24 »
Citar
El estudio con las señales está estupendo. Muchas gracias Micro_pepe, da gusto hacer proyectos contigo.

Me alegra oir esto  :)

Bueno, le puse un condensador entre base y masa, el valor optimo es 470pF, con esto mejora la salida; una vez echo esto quité el electrolitico que habia puesto a mayores en la salida de 220uF, y los picos que aparecen por abajo de la señal empeoraron, esto lo solucioné aumentando CD (en realidad C7 en paralelo con CD), el esquema queda así:


* esqLDO.png
(46.68 kB, 3283x2416 - visto 319 veces)


El echo de añadir C9 mejoró la salida sin necesidad de poner un electrolítico en la salida, teniendo que aumentar la capacidad de CD (C7 en paralelo); con todo esto la salida es como la imagen del post anterior "pic_334_2" o "pic_336_1" en amarillo.

Saludos!!!

PD: Como protección contra cortos pensaba poner un polyswitch, ¿se calculan como los normales? ¿ Imax · 1.5 ?
« Última modificación: 31 de Diciembre de 2015, 14:45:19 por micro_pepe »
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #96 en: 01 de Enero de 2016, 18:54:27 »
CD deberías conectarle al positivo de C4. Igual con C3 y R11. Todos al mismo punto de tensión positiva. Así evitas las inductancias parásitas que añaden bastantes picos en los transitorios.

Con el polyswitch te cargas toda la regulación. Mejor ponlo en la entrada o entre el mosfet y C4.

La conexión gnd de abajo no es necesaria (ya hay un cable que viene de un único punto gnd en el negativo de C4).

El montaje de C2, Q2 y C4 debería ser muy cercano y sin lazos (con caminos paralelos y cercanos para la corriente de ida y vuelta)
D6 y R10 no importa tanto que estén cerca del mosfet porque llevan menos corriente y les afecta menos los lazos.

Las capacidades CD y C7 pueden darte problemas. Son muy grandes y pueden restar velocidad de respuesta en el escalón.
Un derivativo excesivo ralentiza la respuesta.

Un saludo.

Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #97 en: 02 de Enero de 2016, 14:21:51 »
Bueno, el esquema con esas consideraciones lo dejo adjunto, luego hay que tenerlo en cuenta al diseñar el pcb.

CD finalmente es de 470nF, el límite está en unos 330nF por debajo aumentan mucho los pulsos transitorios.

Saludos!!!
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #98 en: 02 de Enero de 2016, 16:54:30 »
Estupendo. Menudo trabajo. Me gustaría mucho ver el resultado cuando esté montado con PCB.

No olvides que el pin de gnd del operacional también va conectado al punto gnd común de las señales.

Un saludo.


Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #99 en: 02 de Enero de 2016, 18:47:50 »
Adjunto imagen del pcb, creo que cubre casi todos los detalles a tener en cuenta.

Saludos!!!

Edito: Adjunto otra versión que mejora la conexión de salida y el condensador de salida.
« Última modificación: 02 de Enero de 2016, 20:12:30 por micro_pepe »
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #100 en: 03 de Enero de 2016, 05:14:28 »
Los cables positivo y negativo están muy separados.
Te vendría bien ver algunos PCB de fuentes.
Por ejemplo: http://www.embedded.com/print/4390811

Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #101 en: 03 de Enero de 2016, 09:58:30 »
La parte de potencia, puede valer así?



Tube en cuenta esto:

https://www.linkedin.com/pulse/20140716063913-301718238-pcb-design-of-power-supply-module

Saludos!!!
« Última modificación: 03 de Enero de 2016, 10:03:45 por micro_pepe »
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #102 en: 03 de Enero de 2016, 10:50:36 »
Mucho mejor. No se si sería incluso mejor poner planos de masa en vez de pistas. Ahí ya me pierdo.
El fusible del comienzo mejor ponerle en línea, sin dar vueltas las pistas.
Creo que todavía podrías subir más la pista GND para que se acerque al transistor (Sin mover los componentes).
Un saludo.

Desconectado micro_pepe

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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #103 en: 03 de Enero de 2016, 14:22:26 »
Adjunto el nuevo diseño.

El plano de masa habría que verlo.

Saludos!!!
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Re:Sintonización de un PID para un regulador lineal de tensión
« Respuesta #104 en: 04 de Enero de 2016, 05:43:38 »
Qué bien te ha quedado!
Con plano de masa me refiero a rellenar los huecos que hay entre las pistas de masa de los condensadores. No estoy seguro de si viene bien ponerlo.

Saludos.