Control de modo de voltaje de un convertidor Buck DC-DC

Su esquema está mostrando el control de modo actual.

En el control de modo de voltaje, el amplificador de error compara el voltaje de salida con una referencia, luego proporciona una salida que se compensa y se compara con una onda de diente de sierra que variará el ciclo de trabajo de PWM para impulsar el error más bajo.

En las frecuencias bajas (esp DC) queremos que el error sea lo más pequeño posible, por lo que queremos que el error amp / compensación parezca un integrador. Cualquier error se acumulará y hará que el PWM lo fuerce a cero. Solo el error cero permitirá que la salida de la compensación alcance un estado estable en DC.

Si solo utilizáramos un integrador para la compensación tendríamos que cerrar el ciclo a una frecuencia muy baja, lo que significaría una respuesta transitoria deficiente (rechazo deficiente a las perturbaciones). Esto se debe a que un integrador proporciona 90 grados de cambio de fase y tendríamos que cerrar el bucle muy por debajo de la resonancia del filtro de salida L-C, que proporciona otros 180 grados de cambio de fase. Tampoco podríamos controlar los transitorios que hacen que suene el filtro de salida porque nuestro ancho de banda de control sería más bajo que la frecuencia de resonancia LC. Aún así, queremos poner una pole en DC para una buena regulación de DC.

El filtro de salida L-C tiene 2 polos. Entonces para cancelar esos dos polos podemos poner 2 ceros en la compensación. Ahora todavía tenemos ese cambio de fase de 90 grados hasta que comienzan a aparecer los efectos de frecuencia de conmutación y el ancho de banda del amplificador de error.

Con los dos ceros que formamos en el compensador, también obtenemos un par de polos (si los queremos o no).

Así que colocamos un polo adicional en la compensación en algún lugar alrededor de la mitad de la frecuencia de conmutación para filtrar el ruido y la ondulación, y un polo en la frecuencia cero del condensador ESR para cancelar eso. Ahora podemos cerrar el bucle a una frecuencia razonable con un margen de fase razonable y aún así obtener una buena precisión de CC.