Amortiguación crítica del filtro SMPS LC

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Estoy diseñando una resistencia de amortiguación [carga mínima de SMPS] en paralelo al condensador de salida del filtro LC.

especificaciones de SMPS:
1. Vout: 200 V
2. Iout [Max]: 2 A
3. Frecuencia PWM: 50 kHz

Especificaciones del filtro de salida:
1. L1: 680 uH
2. C1: 30 uF

El valor de la resistencia se calculó utilizando R_damp = (Q * (Sqrt (L / C))) Con Q = 1, R_damp = 4.76 ohm.

Esto puede configurar SMPS siempre en Estado de protección Sobre corriente. El aumento de la resistencia hace que el filtro se humedezca. Una solución que descubrí fue colocar la R_damp en serie con C_damp = (10 * C). Aquí, el voltaje a través de R_damp no será Vout y, por lo tanto, menor o ninguna corriente, ya que C_damp está abierto a voltaje DC: Vout. Así que aquí el SMPS no debería alcanzar la falla actual. ¿Tengo razón o hay alguna manera en que la gente pueda amortiguar el filtro SMPS LC?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta renganathan b.s

1 respuesta

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En realidad, el Dr. Middlebrook demostró que existe una combinación óptima \ $ R_ {damp} C_ {damp} \ $ para reducir \ $ Q \ $ al valor que desea y minimizar los riesgos de inestabilidad. Puede echar un vistazo a las matemáticas detrás de la determinación del óptimo \ $ RC \ $ aquí .

Me di cuenta de que primero pensé que querías amortiguar un filtro EMI de front-end, pero parece que quieres cuidar la impedancia de salida de filtro \ $ LC \ $ filtro. Honestamente, no veo el punto porque la amortiguación ocurre naturalmente con retroalimentación siempre que la frecuencia de cruce seleccionada ofrezca suficiente ganancia en la frecuencia de resonancia del filtro \ $ LC \ $.

De todos modos, la cosa es determinar el pico que tiene sin amortiguar y cuál es su objetivo cuando se amortigua. En este rápido ejemplo, consideré que mi objetivo de diseño era una resistencia de 10 - \ $ \ Omega \ $ seleccionada arbitrariamente para el pico máximo una vez que se instalaron los elementos de amortiguación. Sin embargo, es muy probable que el pico final sea menor que este valor considerando todos los factores de disipación en el filtro - \ $ r_L \ $, \ $ r_C \ $, pérdidas magnéticas, etc. que naturalmente reducirán el \ $ Q \ $ dando más margen al final. El cálculo de los elementos de amortiguamiento da \ $ C_ {damp} = 36 \ mu F \ $ y \ $ R_ {damp} = 6 \; \ Omega \ $. Puede apreciar qué tan lejos está del límite 300 - \ $ \ mu F \ $. La primera vez que calculaste.

La siguiente hoja de Mathcad le muestra cómo se realiza el cálculo y cómo se amortigua la impedancia de salida resultante para este filtro de tercer orden (el segundo orden más otro límite de amortiguación es del tercer orden).

En el gráfico anterior, puede ver el gráfico de impedancia de salida resultante cuyo pico se limita a 20 dB \ $ \ Omega \ $, exactamente nuestro objetivo de diseño.

Por lo tanto, en su caso, primero debe determinar la impedancia de salida máxima sin atenuación y qué tan bajo desea bajar \ $ Q \ $ una vez que se hayan instalado los elementos de amortiguación. Los cálculos no son triviales teniendo en cuenta el filtro de tercer orden, pero el PPT que figura en el enlace contiene todos los elementos que necesita.

    
respondido por el Verbal Kint

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