¿Qué es esta configuración de retroalimentación local RC?

Question

Estoy estudiando el poder de control del convertidor de bucles usando Christophe Basso libro El diseño de Lazos de Control Lineales y fuentes de Alimentación conmutadas.

Un tipo muy común de patrón en el compensador de circuitos es una resistencia en serie con un condensador (\$R_2\$\$C_1\$ a continuación, haga caso omiso de \$C_2\$) proporcionar información local de un amp op de la salida a la entrada inversora:

Estoy teniendo problemas para entender específicamente cómo esto afecta a la función de transferencia (como la que R y que C producen constantes de tiempo que agregar un polo o cero) y Aún tengo que encontrar un lugar donde realmente se detallan. Parece que una de esas cosas de que la gente de la figura es obvio para el lector, y nunca de forma explícita describir :)

No coincide con ninguna de op amp circuitos de amplificador que he visto, aunque hay un aumento de integrador se describe en la página 59 de la TI Manual de Aplicaciones del Amplificador Operacional2 que es bastante similar, excepto que la posición de R2 y C1 son a la inversa. Desde juntando las probabilidades y termina en algunas notas de aplicación y lo que no, entiendo que esto añade un polo y un cero a la función de transferencia. Pero realmente me gustaría ser capaz de deducir que para mí, tal vez con la ayuda de algunos ejemplos, y más de la descripción.

¿Esta configuración tiene un nombre que podía búsqueda para aprender más? O es que tal vez explica fácilmente?

Answer 1

No coincide con ningún circuito de amplificador op que haya visto

Por el contrario, es uno de los tipos de controladores más conocidos que se aplican en los sistemas de control: Controlador Proporcional-Integral (PI). Esta es la función de transferencia:

$$H(s)=-\frac{R_2+\frac{1}{sC_1}}{R}=\frac{R_2}{R}+\frac{1}{sRC_1}$$

Tenga en cuenta que la resistencia R es la resistencia que es efectiva para la retroalimentación (aquí: \$R=R_1 \parallel R_{\text{lower}}\$ ). Además, es importante saber que el circuito NO funciona como un circuito independiente porque no hay retroalimentación de CC. Sin embargo, cuando se utiliza como parte de un bucle de retroalimentación negativa global, el controlador tiene un punto de polarización estable - siempre que \$V_{\text{ref}}\$ se ajusta a la división de la tensión producida por $$\frac{R_{\text{lower}}}{R_1+R_{\text{lower}}}$$

Answer 2

La función de transferencia de su circuito en forma estándar (sin \$C_2\$ ) es

$$ G(s) = \frac {1 + sR_2C_1}{sR_1C_1} $$

Al observarlo visualmente, vemos que hay un cero y un polo.

Siendo el cero \$ \omega_z = \frac {1}{R_2C_1} \$ y el polo es \$ \omega_p = \frac {1}{R_1C_1} \$

También podemos ver que a medida que aumenta la frecuencia, la ganancia se aproxima asintóticamente a \$ \frac{R_2}{R_1} \$ ya que se convierten en los términos dominantes.

Esto se puede demostrar tomando el límite de G(s). $$ G(s) = \frac {1 + sR_2C_1}{sR_1C_1} $$ $$ G(s) = \frac{1}{sR_1C_1} + \frac{sR_2C_1}{sR_1C_1} $$ $$ \require{cancel}\lim_{s\to \infty} G(s) =\cancel{ \frac{1}{{s}R_1C_1}} + \frac{\cancel{s}R_2\cancel{C_1}}{\cancel{s}R_1\cancel{C_1}} $$

Así que ahora puedes añadir un cero o un polo simplemente ajustando las Rs y las Cs. Por eso la forma estándar es importante, es porque hace que todo sea inmediatamente claro.

Estos tipos de topologías se utilizan para dar forma al bucle de control para que sea estable (añadiendo margen de fase, margen de ganancia).

Busque en Google algunas de estas topologías para obtener más información Compensadores de tipo I, de tipo II y (lo has adivinado) de tipo III.