Soy estudiante y estudio ingeniería eléctrica ahora. Me encargaron la construcción de una fuente de alimentación lineal de 24 VCC a 12 VCC. Uno de los requisitos fue la gran precisión de la regulación de línea / carga (hasta el cuarto decimal). Por lo que leo, esto se puede lograr utilizando un ciclo de retroalimentación, sin embargo, no puedo encontrar fuentes confiables sobre cómo hacerlo.
¿Dónde puedo leer sobre el diseño de un circuito de retroalimentación preciso?
La precisión de un bucle de control en condiciones estáticas se relaciona principalmente con la ganancia de bucle abierto del controlador de realimentación y los errores de CC debidos a las corrientes de desviación y polarización. Todo puede hacerse relativamente pequeño usando componentes de precisión.
Eso significa que su voltaje coincidirá con la referencia dentro de un componente de error que es inversamente proporcional a la ganancia de bucle abierto del controlador de realimentación. También hay errores que surgen del voltaje de compensación y los cambios en el voltaje de compensación del amplificador de realimentación y de las corrientes de polarización del amplificador.
Por supuesto, los errores en su voltaje de referencia se reflejarán directamente en el voltaje de salida. Si hay un divisor de voltaje desde el voltaje de salida hasta su referencia, cualquier error en la relación se reflejará en los cambios en el voltaje de salida. Los errores de voltaje de compensación en el amplificador se multiplicarán por la inversa de la relación de división.
Puede leer más sobre el efecto de la ganancia de bucle aquí en Analog Devices Mini Tutorial Op Amp Open-Loop Gain and Open- La no linealidad de ganancia de bucle . El siguiente esquema muestra algunas fuentes de error distintas de la ganancia de bucle.
La estabilidad y el rendimiento de los bucles de control en condiciones dinámicas no es un tema pequeño: se podrían pasar unos pocos semestres estudiándolo y aún así solo se podría rascar la superficie. Cuando la entrada cambia o la carga cambia rápidamente, generalmente verá un error transitorio que es más grande que el error de estado estable a medida que se corrige el bucle. Puede excederse o subestimarse, dependiendo de cómo se sintonice el bucle de control. Si está sintonizado para evitar un exceso o un subimpulso, generalmente tendrá una respuesta más lenta.
Depende de si quieres precisión estática o dinámica.
Para obtener una precisión estática, solo necesita una gran ganancia en su ciclo de retroalimentación (además de la estabilidad, por supuesto). Básicamente, esto significa incluir un integrador en la ruta de retroalimentación, de modo que en DC, tenga disponible la ganancia de bucle abierto completo de su amplificador de retroalimentación. Después de un tiempo, cuando todo se haya calmado después de un cambio, debería poder obtener 4 dígitos de repetibilidad en su terminal de salida sin problemas. Para convertir esa repetibilidad en precisión, necesita una referencia estable, y tener cuidado de dónde percibe el voltaje de salida con respecto a las caídas de voltaje debidas a las corrientes de salida (¡incluyendo el sentido de tierra!)
Si necesita precisión dinámica, de modo que bajo una línea o transitorio de carga la desviación no exceda de 1: 10000, entonces buena suerte, ese será un problema muy interesante. Tendrá que entender muy bien las interacciones de ganancia de bucle y estabilidad. Algunas topologías son más fáciles de estabilizar que otras. Deberá definir el rango de impedancias que su carga puede presentar. Cuanto mayor sea el rango de cargas con las que debe trabajar, más interesante será el desafío de diseño.
Se ha trabajado mucho y está disponible en las notas de aplicación de los grandes fabricantes (TI, lineal, analógico) en los reguladores de voltaje. Léelos.
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