SMPS Buck convertidor con circuito PWM

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Estoy diseñando un convertidor reductor con circuitos PWM para que un proyecto de la escuela accione un interruptor MOSFET para mantener constante la tensión de salida. Las especificaciones son:

  • voltaje de entrada de 20v DC +/- 4
  • voltaje de salida de 5v DC
  • Corriente de salida máxima de 1A
  • No más del 10% de cambio en el voltaje en todo el rango de voltaje de entrada y carga
  • Min. 80% de eficiencia a plena carga
  • No se pueden utilizar microcontroladores

Tengo problemas para mantener constante el voltaje con el circuito de PWM. Al simular el circuito, el voltaje va de alrededor de 5.7 a 6v. ¿Me puede ayudar, por favor, a corregir los circuitos de PWM y / o los valores del inductor y del condensador? Puede que no sean correctos.

EDITAR: El temporizador lm555 con el transistor BC557BG crea un voltaje de rampa al cargar y descargar repetidamente el condensador C6. El 741 Op-Amp se configura como un amplificador diferencial con una ganancia de 1, que restará un voltaje de muestra de la salida con un voltaje de referencia de 5v. La salida del 741 Op-Amp entra en una entrada del comparador de voltaje lm311n, y la rampa de voltaje en la otra entrada, la salida debe ser una onda cuadrada con un ciclo de trabajo variable para impulsar el MOSFET. Haga clic para tamaño completo. EDITAR:


Laslíneasazulesclarasrepresentan5vdeldiodoZener,negrasparaelsuelo.

Laondadedientedesierradeltemporizador555segeneraa30kHz

ElconvertidorprincipaldeBuck
Loscálculosqueutilicéparaseleccionarvaloresdeinductorycondensador.

ResolvíestosvaloresestableciendoLIRa0.2ydVa75mV.
Circuitoderetroalimentación >Sumadeamplificadorycomparadordevoltaje

ElvoltajealpindelapuertadelMOSFET

Lasentradasdelcomparador

La tensión de salida antes y después del inductor.

El voltaje de salida no se mantiene alrededor de 5v, aumenta lentamente a 10v

    
pregunta Krentin018

1 respuesta

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Sin investigar tu circuito, quiero recomendar algo. Prepare tres etapas en su retroalimentación, y tenga su suma en otro opamp. Una etapa es buffer, otra es integradora y la tercera es derivadora. Cada uno debe tener un buen potenciómetro conveniente para establecer la ganancia. Entonces podrá ajustar su sistema para obtener el mejor rendimiento.

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Lo más importante, simula antes de ir a soldar cualquier cosa.

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Sobre la base de la suposición de que sus componentes son adecuados para el voltaje y la corriente, y que conoce los conceptos básicos, le explicaré lo que debe hacer para cerrar el bucle.

Añadiré un poco más de información. En primer lugar, su controlador PWM debe tener una forma de onda de diente de sierra de frecuencia constante y una "señal de comando" que es básicamente voltaje, que usted compara con este diente de sierra. Si el comando es más pequeño que el diente de sierra, su interruptor está encendido, de lo contrario, apagado. Asegúrese de que funcione para un comando constante, este es un controlador PWM de bucle abierto.

Ahora tienes que cerrar el bucle. Cerrar el bucle básicamente significa hacer que su error sea cero. Así que, antes de nada, debe medirlo restando el voltaje de salida de un voltaje de referencia. La referencia es generada por un diodo zener con resistencia. O puedes tomar un IC que lo haga adentro con más precisión. El voltaje de salida generalmente es más alto que su referencia, así que use un divisor de resistencia, por lo que el error es 0 cuando el voltaje dividido es igual a su referencia.

Ahora que tiene su error, aliméntelo a los tres circuitos operativos que mencioné: uno con solo ganancia, otro uno, integrador, tercer derivado. Agregue los tres: el resultado debe usarse como la señal de comando PWM (¿recuerda?).

Y tendrá que ajustar el sistema, así que use potenciómetros alrededor de los opamps.

    
respondido por el Gregory Kornblum

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