Cómo regular PWM para controlar un convertidor boost

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Estoy creando un convertidor de refuerzo simple siguiendo el diagrama del circuito clásico solo para fines de aprendizaje.

El interruptor es un transistor de potencia controlado por la salida PWM de un Arduino (con componentes adicionales necesarios). Quiero implementar un mecanismo de retroalimentación para controlar o regular el voltaje de salida. Soy un novato, pero sé cómo usar un divisor de voltaje para leer el voltaje de salida como una entrada analógica para Arduino. Lo que no estoy muy seguro es: qué aumentar o disminuir según la entrada. Por ejemplo, si necesito aumentar el voltaje de salida para mantener el nivel de voltaje de salida deseado, ¿debería

  1. ¿Solo aumenta el ciclo de trabajo y mantiene la frecuencia constante?
  2. ¿Aumentar el ciclo de trabajo y disminuir la frecuencia?

Quiero lograr un tiempo de "encendido" más alto en el interruptor, pero ¿cuál es la forma correcta de hacerlo?

Si solo la respuesta es alternar el ciclo de trabajo, ¿cómo afecta la frecuencia a los parámetros de salida? ¿También permite controlar el voltaje de salida (pero no de la manera correcta)? ¿O determina cuánta corriente permito que se dibuje la carga de salida? ¿O algo mas? Por favor ayuda.

    
pregunta sribasu

2 respuestas

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Piensa en lo que pasa. Hay dos partes en el ciclo de conmutación. La primera parte es cuando el interruptor está cerrado y la tensión de alimentación de entrada se coloca a través del inductor. Esto hace que la corriente aumente positivamente: -

$$ \ dfrac {di} {dt} = \ dfrac {V} {L} $$

Cuanto más se cierre el interruptor, más alta será la corriente. Más actual significa más energía (W) almacenada en el campo magnético: -

$$ W = \ dfrac {1} {2} \ cdot LI ^ 2 $$

Cuando el interruptor se abre, esa energía se transfiere a la carga a través del diodo. Si eso se realiza 100.000 veces por segundo, la potencia de la carga es de 100.000 x W.

Por lo tanto, puede usar incrementos en el ciclo de trabajo para enviar más energía a la carga y modificar el ciclo de trabajo para regular el voltaje en la carga. Si mantiene el ciclo de trabajo constante y aumenta la frecuencia, el "tiempo de carga" se reduce a medida que aumenta la frecuencia y, la energía transferida por ciclo se reduce como un cuadrado de la frecuencia pero, debido a que la frecuencia está aumentando, se entregan más paquetes de energía reducida por segundo. El aumento de la frecuencia mientras se mantiene el servicio constante reducirá la potencia a la carga proporcionalmente.

    
respondido por el Andy aka
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Respuesta corta: varíe el ciclo de trabajo, mantenga la frecuencia constante. Preferiblemente, utilice la frecuencia más alta posible.

El enfoque común para diseñar el control de un suministro en modo conmutado es usar el modelo del sistema promediado en el espacio de estados (introducido por primera vez por Cuk en 1976, link ).

Este modelo promediado representa mejor el sistema real cuanto más cerca está de cero el período de conmutación. Por lo tanto, elija la frecuencia más alta posible para PWM (que puede lograr el microcontrolador, sin corrupción de señal), y no la cambie.

La acción de control es, entonces, inherentemente una cuestión de cálculo del ciclo de trabajo. El enfoque más directo es utilizar el supuesto de estado estable (el voltaje de salida ya es constante) y el ciclo de trabajo de obatin como el artículo de wikipedia \ $ D = 1- \ frac {Vi} {Vo} \ $. O haga uso del modelo promediado en el espacio de estado y diseñe un controlador con acción PI.

    
respondido por el Vicente Cunha

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