Regulador de poste LDO ajustable para diseño de suministros de banco

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Estoy diseñando una fuente de alimentación de banco programable pequeña (bueno, digo "pequeña", pero FET de AOT430 manejará 10A + en su región lineal sin desbordamiento térmico, así que ...).

Un regulador de conmutación proporciona reducción de voltaje grueso (24Vdc a 0-20Vdc aislado) mientras que un LDO basado en MOSFET maneja el control fino, un DSP pequeño supervisa todo lo demás.

Quiero tener límites de corriente y voltaje programables. En cuanto al bucle de control, es probable que termine como una mezcla de controles analógicos y de software. Puedo regular el voltaje a través de la carga con discretos y manejar el control de corriente en el software o regular la corriente a través de la carga con discretos y manejar la regulación de voltaje en el software.

Me gustaría saber qué tipo de ventajas / desventajas (si las hubiera) que tendría cualquiera de las soluciones en el contexto de un suministro de banco variable. ¿O debería intentar algo completamente diferente? (como todos los bucles de control analógicos o digitales)

En este momento me inclino más hacia el control de voltaje analógico. Estoy esperando que el control de corriente analógico pueda resultar en picos / hundimientos de voltaje más grandes cuando las cargas cambian, mientras que el DSP reajusta los ajustes actuales para volver a controlar el voltaje de salida. Pero al mismo tiempo, estoy pensando que la versión analógica actual tendría una limitación de corriente mucho más rápida y protección contra cortocircuitos.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

( Nota: estos son solo esquemas conceptuales y se han simplificado enormemente )

    
pregunta Sam

1 respuesta

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Dado que está utilizando un postregulador lineal después de un conmutador, el conmutador puede permitirse tener más rizado de lo que desea en la salida. Esto permite esquemas de control muy simples para el conmutador.

Realmente no lo he pensado con cuidado, pero mi primera reacción instintiva es hacer un conmutador bastante tonto en el micro. Es posible que el firmware ni siquiera esté involucrado con el control del conmutador una vez que se haya configurado el generador PWM.

El micro se encargaría de la interfaz de usuario, leyendo los mandos de punto de ajuste de voltaje y corriente, obteniendo comandos de una interfaz de comunicación, mostrando valores, etc. Luego crea el voltaje de referencia a través de PWM, que es filtrado de paso bajo y se presenta a La sección analógica. Del mismo modo, hace un límite de tensión de consigna actual.

El controlador de voltaje es un simple controlador con seguidor FET. Se utiliza un transistor PNP para detectar que la salida del conmutador está a 700 mV o más por encima de la salida real. Esto produce una señal binaria que impulsa la entrada de apagado del generador PWM en el micro.

El bucle de corriente es un sentido de corriente del lado alto entre el conmutador y la salida FET. Se crea una señal de magnitud de corriente con referencia a tierra, que se compara con el límite de voltaje de corriente filtrada del micro. Se usa un comparador para apagar también el generador de PWM cuando la corriente está por encima del punto de ajuste.

Para obtener crédito adicional, haga que el micro lea continuamente el voltaje de entrada sin procesar. Luego ajusta el ciclo de trabajo PWM para el valor óptimo basado en el voltaje de entrada, el punto de ajuste del voltaje de salida y la corriente máxima que el conmutador necesita para poder entregar. Esto dinamiza un poco la eficiencia y debería ayudar a evitar la saturación del inductor.

Este esquema de PWM fijo con apagado causará más rizado en la salida del conmutador, pero dado que va seguido de un regulador lineal, no debería importar mucho. Las grandes ventajas de este método son que es muy simple e inherentemente estable en un amplio rango sobre los puntos operativos que un suministro de banco debe poder manejar.

    
respondido por el Olin Lathrop

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