Determinar el refuerzo de fase necesario para compensar SMPS

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Estoy intentando encontrar la gráfica de Bode de control a salida (bucle abierto) de un SMPS diseñado alrededor del TPS54160 para que pueda diseñar el compensador tipo II. El primer paso para diseñar un compensador es encontrar la atenuación y el aumento de fase necesarios en la frecuencia de cruce (4Khz) utilizando la ganancia de bucle abierto. Por lo tanto, necesito la ganancia de bucle abierto (o la ganancia del sistema sin la compensación agregada). Utilicé el circuito a continuación para encontrar un diagrama de bode de bucle abierto, y de acuerdo con él necesito 7.36dB de atenuación en la frecuencia de cruce y cierta cantidad de aumento de fase. No estoy seguro de cuánto impulso de fase necesito (dado un requisito de margen de fase de 60 grados) porque parece que ya hay 100 grados de margen de fase ya que la fase solo ha cambiado 80 grados a la frecuencia de cruce, ya que esto es un Sistema monopolar en circuito abierto. Tal vez, estoy confundido. ¿Son correctos mi modelo y bode-plot? Y si es así, ¿cómo calculo la cantidad de impulso de fase que necesito?

EnelcircuitoporencimadeG1estáelOTAidealizadoqueelTPS54160usaparasuamplificadordeerror,dondeR1yC1modelanelanchodebandaylagananciadecircuitoabiertodeCCdelamplificador.G2yelfiltrodesalidaformanlaetapadepotencia.Creoqueestemodeloescorrectosegúnlahojadedatos,queproporcionóinstruccionesrelativamentesimples.

En el diagrama de bode anterior, medí V (b) (la salida) con una fuente de CA en la entrada de la etapa de potencia. De acuerdo con esta gráfica de bode, la fase ha cambiado 80 grados a la frecuencia de cruce de 4Khz. La ganancia es de 7.36dB a la frecuencia de cruce deseada, por lo que debe atenuarse.

    
pregunta Alexander Villa

1 respuesta

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El aumento de fase en un compensador de tipo 2 depende de la distancia entre el cero y el polo. Si se separan, el impulso máximo sube hasta 90 ° en teoría, mientras que vuelve a cero cuando coinciden. Para determinar la cantidad de impulso, eche un vistazo a la imagen de abajo:

Alaumentarlafase,enrealidadsignificaqueustedajustaráelcompensadorGparaquesuargumentoalafrecuenciadecruceseleccionada \ $ f_c \ $ es inferior a -270 °. Estos -270 ° se deben al polo en el origen (integrador) y al op-amp inversor, lo que aporta un cambio de fase adicional de 180 °. En el ejemplo, el argumento de planta H en \ $ f_c \ $ es -175 °. Si tratara de cerrar el ciclo sin ningún impulso con un simple integrador, terminaría con un cambio total de -175 ° -270 ° = -360 ° -85 °, mostrando un margen negativo.

Lo que desea es un margen de fase positivo, lo que implica que la ganancia del bucle se mantiene alejada del límite de -360 ° en la frecuencia de cruce de 0 dB. La selección de este margen depende de la respuesta transitoria que desee, pero suponiendo que su objetivo sea 70 ° PM, entonces la suma del argumento de la planta y el compensador de nuevo diseño debe ser -115 °: debe aumentar la fase en -270 ° + aumento = -115 ° lo que implica un aumento en la fase de 155 °. Encontrará más detalles en el APEC seminar pero también en aquí con una cobertura completa del tema.

Ahora volviendo a su modelo, me simplifico en exceso, ya que no incluye la contribución de los polos sub-armónicos. Ventajosamente, cambiaría al modelo de interruptor CM PWM descrito ampliamente en los documentos de Vorpérian o en este APEC seminario .

    
respondido por el Verbal Kint

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