Pin de retención de corriente del controlador del convertidor Flyback

Question

Estoy diseñando un PD PoE con controlador de convertidor flyback integrado basado en LT4295 . Entiendo la mayor parte pero el pin ITHB (pin de umbral de corriente para el MOSFET primario) me da dolor de cabeza. No entiendo completamente cómo diseñar sus componentes externos.

En el datasheet, página 6, se indica que el voltaje de este pin corresponde al voltaje de pico del MOSFET primario. Hasta aquí todo bien, esto significa que la corriente máxima de pico del FET se puede ajustar a través de este pin. En la página 15 se puede ver que hay una red RC conectada al pin. El condensador se carga a través de la clavija de retroalimentación, que establece la tensión de salida del convertidor. El voltaje ITHB se envía entonces a través de un amplificador lineal para obtener VSENSE. VSENSE se compara con la corriente detectada por una resistencia de detección y si la corriente detectada es mayor que VSENSE, el FET se apagará.

Esto es lo que no entiendo: ¿Cómo se eligen los componentes RC para fijar la tensión umbral?

Se agradecería cualquier ayuda sobre este tema.

Answer 1

El extra \$RC\$ Los elementos conectados al ITHN forman un compensador de tipo 2 junto con el amplificador operacional de transconductancia u OTA interno. Esta configuración es adecuada para implementar un convertidor flyback regulado por el lado primario, por ejemplo, cuando se necesita algún medio de regulación en el lado primario.

Antes de abordar los cálculos del tipo 2, es absolutamente necesario el control-a-salida función de transferencia (TF) o la respuesta de CA de la etapa de potencia de su convertidor. Esto significa que si estimulas el convertidor desde el pin ITHN, ¿cómo se estímulo propagarse a través de la sección de control y la etapa de potencia para generar el respuesta observable a través de la carga de salida? Lo mejor es utilizar un programa como SIMPLIS para estudiar esta respuesta. Hay ejemplos de cómo hacerlo en el seminario He dado clases en la APEC en 2018. Sin esta función de transferencia, no puedes intentar estabilizar el convertidor. La información típica que necesitas de esta TF es la ganancia (o atenuación) a la frecuencia de cruce seleccionada \$f_c\$ y el desfase en este punto.

Ahora para el compensador tipo 2, mira el siguiente circuito que extraje de mi APEC seminario enseñado en 2010. Se puede ver la salida de la OTA conectada al \$RC\$ elementos. Esta OTA se ve afectada por una transconductancia \$g_m\$ y eso es un parámetro de diseño como se puede ver en las fórmulas.

Cuando se tiene la función de transferencia de control a salida se lee la curva de magnitud en el cruce seleccionado que es de 5 kHz por ejemplo. Suponga que lee -15 dB. Significa que el compensador de tipo 2 debe adaptarse para ofrecer una ganancia de 15 dB a 5 kHz para forzar una ganancia de bucle de 0 dB a 5 kHz. 15 dB significa una ganancia de 5,6 y este es el parámetro \$G_{fc}\$ en las fórmulas. A continuación, hay que colocar el cero \$f_z\$ y el poste \$f_p\$ basado en la fase impulsar que necesitas. Supongamos que lees una fase de -70° a 5 kHz en tu gráfico de Bode de control a salida. Esto es \$Arg(H(f_c))\$ . A continuación, el refuerzo de fase generado por el convertidor de tipo 2 para un margen de fase (PM) de 70°, por ejemplo, se calcula de la siguiente manera: boost= PM - \$Arg(H(f_c))\$ - 90°. En este caso, el impulso necesario es 70-(-70)-90 = 50°. A partir de este valor, se determina cómo colocar el polo y el cero (todo está en el seminario). Si todo va bien, se obtiene esta función de transferencia sólo para la sección de tipo 2:

Luego se comprueba toda la cadena y se simula la ganancia del bucle que es la función de transferencia de control a salida en cascada con la respuesta del tipo 2. Deberías leer el cruce y el margen de fase correctos. Es sólo el principio del proceso y del análisis de estabilidad, ahora debes comprobar que todos los márgenes son seguros en condiciones de línea baja y alta, carga completa y ligera, análisis de tolerancia con ejecuciones de Monte Carlo, etc. Todo un trabajo si quieres hacerlo en serio. Tienes muchos datos en los seminarios que enlacé pero escribí un completo libro sobre el tema si quieres profundizar en el control del bucle.