Hvordan lage en gjeldende modus Buck konverter stabil?

R

rockycheng

Guest
Hei alle sammen,

Jeg har noen confusions om stabiliteten i gjeldende modus Buck konverter.

Spørsmål 1: I dagens modus gjør kontrollen til utdatakoding overføre funksjonen fall på 20 eller 40dB per tiår?Hvis det
er 20dB/decade, hvorfor har vi å kompensere feilen forsterker (for å legge til en null)?

Spørsmål 2: For å eliminere "sub-harmoniske oscillation", får jeg bare gjøre erstatningen rampen skråningen mc større enn halvparten av m2?Er det noen øvre grense på mc?

Jeg
har gjort en gjeldende modus omformer, men det synes å være problemer.Når jeg gjøre Driftssyklus større enn 0,5, det
er ikke stabilt (se figuren).Når Driftssyklus er mindre enn 0,5, er det ok.
Tror du hva slags problem er dette?BTW, jeg har ikke hensyn loopen stabilitet svært forsiktig, siden jeg ikke helt forstå det.Det ville være veldig hyggelig hvis du hjelpe meg ut!Takk!
Beklager, men du må logge inn for å vise dette vedlegget

 
1) Gjeldende modus har en pol på grunn av belastningen og retten, og en annen pol på grunn av feil amp (Integrator).Du trenger en null til korset ved -20dB/decade.
2) M2 er den hastigheten som den inductor downslope faller, i utgangspunktet lik Vout / L.Du må begrense enten Vout eller L eller du ende opp med den tro at dette kvantumet kan bli svært store, som betyr at ditt skråningen komp rampen må være svært store.Men på grunn av lav inductor downslope (si L er stor) hvis du har for mye skråningen komp din konverteringsprogrammet vil opptre som en spenning modus, som gir tilbake det doble polet på LC og vil ikke være stabil.En god tommelfingerregel er å sette en halv den gjeldende grensen
er verdt av skråningen komp.

I grafen, får du store puls / lite puls som er karakteristisk for SHO.Jeg også supsect din kompensasjon er feil, som SHO begynner å visne på 40us, men kommer tilbake på grunn av en annen perturbation som trolig skyldes loop ustabilitet.

For å kontrollere at stigningstallet komp er OK,
og kjøre en åpen sløyfe sim der du bare kjøre komp med fast spenning, skal du sette inn jevn tilstand uten SHO.

 
I dag er jeg studere nåværende modus kontroll i bytte strøm.Gi ua opplæringen, håper det hjelpe u!
Beklager, men du må logge inn for å vise dette vedlegget

 
Electronrancher,

Takk for svar!Hva er "SHO"?Jeg
har brukt en fast spenning i stedet for på rampen kompensasjon.Det
er ikke stabil heller.Jeg tror det
er rimelig, siden en fast spenning synes lik at uten kompensasjon.Men kanskje jeg tok feil,
det gjorde jeg ikke kjøre åpen sløyfe sim som du sa.Jeg vet ikke hvordan.
huojinsi,

Takk for papiret.Jeg
har lest gjennom den.Jeg
er interessert i Side 6.Det står "over 1 / 6 til 2 / 3 av skifte frekvens, kontrollen til utdatakoding overføre funksjonen begynner å falle på en -2 skråningen igjen", betyr det vi bør gjøre enhet få frekvens under 1 / 6 av veksling frekvens?Eller loopen vil ikke være stabil.Men hva er spesifikk måte å måle det hjørnet frekvens mellom -1 og -2 skråningen?Og jeg
har ingen anelse om hvordan du finner den enhet få frekvens nøyaktig.

 
I gjeldende modus dollar stigningstallet er -1.Men trenger null siden erro amp har en stang, som kreves for å beholde de lavfrekvente oppnå høy.

Legge for mye skråningen kompensasjon vil gjøre konverter opererer mer som en spenning mod en, i stedet for nåværende modus.

Suharmonic socillation (SHO) betyr varigheten av pulser veksler, en lengre neste kortere, og så videre, så det
er en oscillation på halve skifte frekvens.Siden det skjer på plikt-sykluser over 50%, det faktum at konverter fungerer OK opp til det punktet skulle tilsi at SHO oppstår.

Men feilen forsterker utgang du viser virkelig ser ut som loopen bryter inn oscillation også.Kanskje det er noen parasitic kopling, på grunn av høyere strøm, tross alt, når din plikt-syklus når 50%, den nåværende er høyere, siden inngangsspenning er lav.
Jeg ville sjekke oppsettet veldig nøye.

Måle loopen er gjort med en gevinst-fase Analyzer, som HP4192A, en kostbar del av utstyret.Dette gjøres med en liten motstander (10-22 ohm) i serie med topp Skillelinje motstander.Signalet fra anlyzer er aplied gjennom en transformator rett over denne lille motstander.Signalene er målt i forhold til GND i hver ende av denne motstander: strømforsyningen utgang siden er TEST kanalen og den andre siden er REF kanal.Den analysator deretter gir 20 * log (TEST / REF) [dB] for deg og også måler fase forskjell.Dette gjør det mulig å måle "open loop", selv om loopen er lukket, slik at strømforsyningen skal fungere normalt.(Husk at dette motstander er liten og signaler i titalls mV område).

Den såkalte kryssover frekvens er at der gevinsten er 0dB.Du finner ut at ved å flytte markøren av instrumentet.På dette tidspunkt du lest "fase margin" på den andre kurven.

 
Dette er kun simulering, så det
er nok ikke en utforming spørsmålet - ennå.Du
har rett i at SHO = Subharmonic Oscillation.Det vil være vanskelig å se om du sløyfe er stabil hvis den gjeldende oppfatning loop er ikke stabil.Du burde virkelig prøve å kjøre switch, dagens forstand, og PWM comparator sammen i en loop.

Når jeg gjør dette, jeg drive "COMP" node med en fast spenning for å få et kjent strømbegrenser - La oss si om min makt GM (Forhold syklus gjeldende til Comp spenning) er 3A / V, og jeg satt COMP til 0.5v Jeg forventer 1.5A per syklus.

Jeg bygger en skjematisk med min oscillator, gjeldende oppfatning amp, PWM comparator og makt scenen.Jeg satte den opp til å kjøre en nominell load (vanligvis en motstander eller aktuelle kilde sized så jeg vet at kretsen vil være i drift i CCM) og kjøre den uten feil amp før den når jevn staten.SIM er vanligvis ganske raskt siden det ikke
er full chip, og det lett kan du kontrollere at gjeldende oppfatning loop er stabil.

Nå som du er sikker på gjeldende sløyfe er stabil, må du kompensere den ytre (spenning) loop med en standard erstatning nettverket.Dette må du kalkulere eller bruke mathcad på - det
er mye arbeid for å prøve og feile siden full chip Sims kan ta dager, avhengig av størrelsen.

Du kan alltid overdamp konverteringsprogrammet, med en stor kompensasjon cap så du er sikker på at det vil være stabil, men det vil også være tregt å få jevn staten slik at det
er vanligvis bedre til å beregne den ut og gjør det riktig første gang.

Er feilen amp en GM eller op amp?Hva er kompensasjon du bruker?Hva er makt GM?og har du en nåværende grense - hva er det?

Alt i alt, du
1) Trenger du en skråning komp signal.Lage en kopi av oscillator rampen er standard måte å gjøre dette.

2) Behov for å kompensere din konverter.Hvis du bare har en null på komp nettverket, kan du legge til en ekstra null ved å plassere en cap øverst tilbakemelding motstander - fz = 1 / (2pi * R * C).Jeg tror dette vil hjelpe.

 
Takk electronrancher!Dette er virkelig nyttig!Nå loopen blir stabilt, etter justering av erstatning for feil amp.Forslaget er veldig bra!

 
Når bytte frekvens reduseres litt (fra 500kHz til 300kHz), den inductor nåværende ser rart.Jeg
er ikke sikker på om det
er stabilt.The "ringvirkninger" av inductor nåværende og Veao er svært store.Se "300kHz" figuren.Jeg legger også inn på "500kHz", som jeg tror er stabil.
Beklager, men du må logge inn for å vise dette vedlegget

 
Hi rockycheng
Sitat:huojinsi,

Takk for papiret.
Jeg har lest gjennom den.
Jeg er interessert i Side 6.
Det står "over 1 / 6 til 2 / 3 av skifte frekvens, kontrollen til utdatakoding overføre funksjonen begynner å falle på en -2 skråningen igjen", betyr det vi bør gjøre enhet få frekvens under 1 / 6 av veksling frekvens?
Eller loopen vil ikke være stabil.
Men hva er spesifikk måte å måle det hjørnet frekvens mellom -1 og -2 skråningen?
Og jeg har ingen anelse om hvordan du finner den enhet få frekvens nøyaktig.
 
Den inductor gjeldende ser ikke rart på meg, bare ringvirkninger faktisk er ganske høy.Men det er bare fordi inductor er for lavt til utdatafilen nåværende og bytter frekvens du kjører på.Inductor gjeldende ringvirkninger bør holdes på om lag 30% av nominell effekt gjeldende, selv om dette ikke er et krav.Du må bare sørge for ringvirkninger gjeldende på utdataene cap ikke overskrides og inductor ikke overopphetet.Dessuten vil du sannsynligvis trenger lavere ESR output caps, for å holde spenningen ringvirkninger innenfor spec.
Jeg tror i ditt tilfelle er det mer enn 30%, men igjen, dette skal ikke være et problem, bare se elementene jeg nevnte.

Feilen amp spenning synes å vise noen ringvirkninger, men det ser ikke ut som oscillation for meg, siden det er ved bytte frekvens.Det jeg mistenker er at oppsettet ikke blir gjort riktig og noe du plukke opp noen spenning toppene generert av Transistor drain gjeldende.

Men det kan også være mer sannsynlig, generert av gate-stasjonen gjeldende, som vanlig, siden gate gjeldende også går gjennom fornuftig motstander.Og peak gate strømninger er korte, men av høy amplitude, så spenningen grunnet dem kan ses over forstand motstander.

Å kontrollere at koble en kanal av omfanget til gate i Transistor og den andre på Vsense Vramp.Kontroller om fallende kant av gate-stasjonen signalet faller sammen med de negative pågående pigge høyre på toppen av Vsense Vramp.Hvis den gjør det, så du bare ser gate Aktuell som Transistor blir slått av, som er normalt.

Ringvirkningene på Vea utgang synes underlig, gitt at loopen er mye tregere enn bytter frekvens, derfor lurer jeg på om det ikke aa tilfelle feilaktig jording eller feilaktige målinger.Det ringvirkninger ser mye som utdataene ringvirkninger,
noe som skulle tilsi at feilen amp er ikke kompensert, som jeg finner vanskelig å tro, siden det virker stabilt, eller det kan være at bakken punktet ble ikke valgt riktig.Jeg mener, selv omfanget sonde bakken kan ha blitt koblet til feil punkt.Når du måler feil amp utgang, må du kontrollere at GND av sonde er nær feilen amp bakken,
og ikke et punkt hvor du har strøm komponentene tilkoblet.

 
VVV, takk!Jeg har et spørsmål om et generelt begrep: I stabil tilstand, bør inductor gjeldende når peak hver syklus?I 500kHz tilfellet, er det.Men som du ser, det meste skjer hver to omganger i 300kHz tilfelle.Er dette normalt?

BTW,
er jeg bare gjøre det skjematisk nivå simulering.Så det
er ikke layout problem eller testing feil.

 
Det er ikke vanlig for din 300kHz tilfelle.Det er subharmonic oscillation.Du kan prøve å justere stigningstallet kompensasjon for å løse problemet.Inductor gjeldende profilen skal være den samme for hver veksling syklus stabil tilstand.

 
Takk hylas!Jeg er enig med deg.Jeg
skal sjekke stigningstallet kompensasjon igjen.

 
Hvis noe er forskjellig hver syklus, og at subharmonic oscillation, så stigningstallet kompensasjon må Revisited.

 
You must log in or register to reply here.

Welcome to EDABoard.com

Sponsor

Back
Top