¿Cómo deben relacionarse la frecuencia de muestreo, la frecuencia de conmutación, la frecuencia de actualización del bucle de control y la frecuencia de esquina de filtro anti-aliasing?

Esta es una pregunta amplia con libros completos escritos sobre este tema, por lo que solo se puede tratar brevemente aquí.

Para la mayoría de las fuentes de alimentación del controlador del procesador, la frecuencia de conmutación es la frecuencia del bucle de control. Si tiene una alta frecuencia de conmutación y un bucle de control complicado, solo puede ejecutar el bucle cada segundo ciclo, o un pequeño número de ciclos.

El muestreo del estado externo se haría justo antes de cada iteración del bucle de control, al menos para las señales importantes que están "dentro" del bucle, como el valor que está tratando de controlar.

En cuanto al filtrado, en general, filtrar cualquier entrada de retroalimentación a un bucle de control es una mala idea. Dicho de otra manera, nunca querrá escuchar acerca de los cambios de salida tarde. Está bien filtrar otra entrada al bucle de control, como la entrada de control, porque eso no está realmente dentro del "bucle" y cambiarlo lentamente no causa inestabilidad. Reduce la entrada general al ancho de banda de salida de todo el sistema, pero a veces es útil limitar la entrada de control a las frecuencias que el sistema puede realizar.

Estas son mis opiniones personales basadas en el tipo de fuente de alimentación de conmutación en la que te he visto plantear preguntas.

Debe establecer (en su opinión) que la frecuencia de conmutación se elige ÚNICAMENTE para adaptarse a los dispositivos de almacenamiento de energía de la aplicación, a sus requisitos de carga y al rango de voltaje de suministro de entrada que se puede esperar. Esta es la parte crítica del diseño.

Una vez establecido, usted determina qué ciclo de trabajo necesita asignar a cualquier condición dada, como cambios de carga y cambios de voltaje de suministro.

• Si el rango de voltaje de suministro no se mueve rápidamente (¿por qué debería hacerlo?), su sistema de control no necesita ser rápido para hacer frente a esto.
• Si sus requisitos de carga no cambian rápidamente, entonces se aplica lo mismo.
• Puede suponer que los componentes que ha elegido no alteran sus valores, excepto a un ritmo lento debido al envejecimiento y al autocalentamiento.

También debe considerar cuánto puede tolerar como error si el ciclo de trabajo se fija y el nivel de voltaje de la entrada de alimentación cambia en (por ejemplo) un 5%. Igual a la corriente de carga debido a los cambios de resistencia de carga.

A partir de esto, podría implementar técnicas de corrección de errores hacia adelante para ajustar el ciclo de trabajo en función de su procesador, midiendo cuánto se mueve la tensión de alimentación de entrada y cuánta corriente de carga está cambiando. Esto no requiere mediciones rápidas y no son comparables en absoluto con la velocidad de conmutación. Esto es similar a la asignación de un motor.

Hasta ahora no se necesita relación para conectar el muestreo de ADC, el suavizado y la velocidad de conmutación.

Resumiendo, tiene un núcleo decente de componentes de conmutación que producen el voltaje de salida requerido para un ciclo de trabajo determinado. La mayoría de los elementos que pueden afectar el voltaje de salida pueden corregirse por error al modificar el ciclo de trabajo. No produce un regulador fantástico, pero funcionaría razonablemente bien, pero puede desviarse con el tiempo. Aún no hay comentarios y no hay posibilidad de inestabilidad.

Pero el bucle no necesita cerrarse porque los componentes se calientan y envejecen, y el mapeo de los componentes eléctricos centrales no será una ciencia exacta, así que hágase la siguiente pregunta: ¿con qué rapidez se desviará la salida del nominal dado que ¿Puede el error reenviar corregir a los culpables obvios?

Para su tipo de fuente de alimentación, diría que no se desvía rápidamente, pero solo usted puede responder a eso. La retroalimentación que implementa no es de gran alcance, no está tratando de adaptarse a las variaciones de voltaje de alimentación o cambios radicales de carga, deje que la corrección de errores de avance haga eso, deje que el sistema de realimentación real solo se ocupe de la deriva.

Por lo tanto, el "clavo" final debe ser una retroalimentación basada en lo que está haciendo su voltaje de salida promedio y siempre que haya diseñado los elementos de conmutación correctamente, esta parte "real" del circuito de control no necesita tener un alto ancho de banda.