He estado estudiando el interruptor de modo de suministro de energía por un tiempo. Tengo entendido que el principio de funcionamiento de varios tipos comunes de topologías Pero hay un detalle en el circuito de control de las estructuras, que todavía no entiendo. Utilizamos el \ $R_c\$ \ $C_c\$ a "compensar" el voltaje de retroalimentación. Pero, ¿por qué? Vi muchos ejemplos de diseños prácticos en el controlador PWM IC de las hojas de datos. Casi todos ellos incluyen este RC técnica de compensación. Pero ninguno de ellos menciona cómo elegir los valores de \$R_c\$\$C_c\$. ¿Por qué necesitamos una compensación y ¿cómo podemos determinar los valores de estos elementos?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?Es fundamental el control y la retroalimentación de la teoría. Gracias Señor de Lyapunov, Mr Black, y el Señor de Nyquist.
Considere la posibilidad de que todo el mundo siempre quiere la salida de su fuente de alimentación dispone de la tensión, no importa qué. Cómo manejar eso? La mejor manera que conozco es por el uso de la retroalimentación.
La alimentación de una muestra de la tensión de salida y corriente, alrededor de la espalda para comparar contra algún estándar de referencia. Puesto que la reacción es negativa, o, ya que la diferencia es tomar entre la cantidad de producción y el de referencia, una señal de error se obtiene.
En el circuito de ejemplo, la diferencia entre Vref y Vfb se toma en el Error de Aplicaciones para obtener Verr. Para una mejor precisión, Verr necesita ser minimizado, por lo que el Error amplificador también se aplica la ganancia, un montón de ganar, y cuanto más, mejor.
Es como el virtual sobre el suelo de la situación con un amplificador Operacional. El amplificador Operacional tiene un montón de ganar, la salida es realimentada a la entrada de una manera negativa, y la diferencia entre la entrada positiva y negativa de entrada se convierte prácticamente en cero. Si el amplificador Operacional es ideal, con infinita ganancia de la diferencia entre las entradas es de cero. Misma idea básica con un controlador PWM, aunque con más etapas. De acuerdo a esta idea, usted sólo tiene infinita ganancia y ancho de banda en el error de aplicaciones (y todo lo demás) para lograr lo que todo el mundo quiere todo el tiempo.
Infinito De Ancho De Banda? Parar Aquí
Si todas las etapas del bucle no tiene ancho de banda infinito, que sería todo lo que hay sería este. No hay compensación sería necesario. Pero, hay límites de ancho de banda en todas partes.
En primer lugar, la frecuencia Nyquist de la PWM de muestreo. Debido a que el muestreo de una vez por PWM período de la ganancia y de fase de la alimentación del modulador, todas esas cosas en su diagrama de entre el Error de salida del amplificador y la salida del filtro de entrada, accidente, como una carga de ladrillos de pasar por encima de un acantilado en la frecuencia Nyquist.
A continuación, debido a que la fuente de alimentación conmutada de funciones por tiempo de muestreo diferentes voltajes, al menos Vin Vin Rtn, es cruda de salida es el tipo de baches y conseguir que se filtra para ser emparejados. El filtro proporciona siempre al menos 2, a veces más, y generalmente complejo de polos. (Algunos dirían que el actual modo de control obtiene paseo de uno de los polos, pero en realidad sólo se mueve hacia fuera de modo que usted realmente no importa mucho acerca de ella). Dos polos positivos proporcionar 180 Grados de pérdida de fase, que con la retroalimentación negativa y un montón de ganancia va a hacer una maravillosa oscilador.
Todavía tenemos un montón de ganancia de bucle especialmente a bajas frecuencias para cuidar de error de salida y la red de la ondulación, pero cómo manejar todos que el cambio de fase en la frecuencia sube? Hacer un integrador del bucle. Que manera de ganar es máximamente alta en DC, pero se cae por 20 db por década, sólo la adición de 90 grados de la fase de cambio en las frecuencias más altas. Finalmente, más polos se muestran, de manera ganancia de bucle es ajustado para tener en general la ganancia de menos de 0dB.
La mayoría de lo que se necesita para activar el bucle en un integrador es hecho por el Error de aplicaciones y de compensación. El caso más simple, tendrá una compensación por un solo polo, una forma de lo que está en tu diagrama con \$R_c\$\$C_c\$. Este tipo de compensación funciona bastante bien para bucles de corriente y control de modo discontinuo Flybacks, que tendrá un polo dominante en la salida de la tapa del filtro y la carga (\$f\$~\$\frac{1}{2\pi R_o C_o}\$). En este caso \ $R_c\$ \ $C_c\$ son elegidos para cubrir el polo, y para establecer el Error de ganancia del amplificador a la cruz 0dB antes de cualquier otra polos se muestran.
Esto rara vez se hace por ensayo y error, ya que hay un número infinito de maneras de echar a perder el bucle y sólo un par de formas de hacerlo realmente bien.
Usted también debe saber que los que hace referencia el diagrama es un especial, pero favorito caso. El error de aplicaciones no es realmente un amplificador Operacional, sino un trasnconductancia aplicaciones, la conversión de voltaje a corriente. Por eso \ $R_c\$ \ $C_c\$ se muestran ir a la tierra en lugar de la entrada inversora. Vc termina siendo el Error de salida del amplificador de corriente de los tiempos de la impedancia de \$R_c\$\$C_c\$. Es una de las favoritas caso porque trasnconductancia amperios son más fáciles de hacer en una IC, por lo que son muy utilizados en los PWM controladores.
Hay preguntas en este sitio que están relacionados, aquí hay un par:
La Teoría De Control Convertidor Boost
He aquí una de TI acerca de la Compensación de amperios.
Si has mirado en el de lazo abierto de ganancia del sistema verías que cierre el circuito podría causar que el sistema se auto-oscilación sin el uso de la adecuada compensación de los componentes.
Imaginar Vfb no estaba conectado con el error de aplicaciones pero en su lugar monitoreado en una O-ámbito de aplicación. Establecer el +entrada en el error de aplicaciones para algunos abitrary dc valor y reemplazar Vref con un oscilador de entrada.
Quite los componentes de la compensación.
Barrer la entrada de DC hasta varios MHz y mirar el bucle abierto Vfb de la señal. Lo que se nota es que no es de alta ganancia a bajas frecuencias y esta disminuye a medida que la frecuencia aumenta. También se puede ver un cambio de fase en la señal y en algunos abitrary de alta frecuencia de la Vfb señal eventualmente fase de cambio de tal manera que si Vfb estaban conectados habría de retroalimentación positiva y el circuito entero se convertiría en un oscilador.
El circuito de compensación está allí para impedir que el cambio de fase o hacer que el bucle abierto de ganancia inferior a la unidad en el punto cuando la señal cambia de fase.
Esto estabiliza el sistema.
¿Cómo elegir? Probablemente la prueba y el error, en muchos casos, porque es posiblemente más rápido que hacer la matemáticas.