Buck Converter Control Scheme- ¿Por qué un simple comparador no es suficiente?

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Se supone que debo crear algunos esquemas de control para el convertidor antes de entender el esquema de control estándar de PWM.

¿No es suficiente si la salida del convertidor se compara con un voltaje de referencia fijo para llevar la salida al nivel de voltaje requerido? Aunque no estoy seguro de que haya mucho más, esto parece funcionar bastante bien.

He intentado simular este circuito con los valores L, C y R de un ejemplo.

Schematic:

Elvoltajedesalidarequeridoes6V.S2esuninterruptorcontroladoporvoltaje,controladoporlasalidadelcomparador.

V2 (verde) es la salida del comparador y V1 (rojo) es la salida del convertidor Buck.

    
pregunta Aditya Patil

3 respuestas

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Lo que tienes aquí es un convertidor de dinero de estilo histérico. Puede simular bien para una carga estática, pero el rendimiento en el mundo real puede no ser tan robusto como podría imaginar. Puede encontrar una respuesta anterior a esto aquí . En pocas palabras, la frecuencia de conmutación depende de la carga y variará enormemente. Esto hace que filtrar la ondulación sea un reto.

Intente cambiar rápidamente la carga durante la simulación y vea qué sucede.

Ahora, este tipo de suministro funcionaría bien como pre-regulador, alimentado a un regulador lineal de baja caída. La salida de eso sería muy plana y virtualmente libre de ondulaciones.

    
respondido por el rdtsc
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Controlar el conmutador directamente desde un comparador no es un buen esquema de control. Cuando la salida es baja, desea hacer un pulso. Sin embargo, su esquema simplemente enciende el interruptor cuando la salida es baja. Eso no es un pulso. Depende de la corriente suficiente para acumularse en el inductor no solo para que coincida con la carga (que es cuando el voltaje deja de caer), sino que también carga el límite de salida hasta el umbral de regulación. Es muy difícil garantizar que el inductor no se sature bajo la carga máxima.

Tenga en cuenta que esto es lo que sucedió cuando se encendió el suministro por primera vez. Como la salida estaba muy por debajo del umbral de regulación, se generó una gran corriente en el inductor en el momento en que la tensión de salida llegó a la regulación. Esta gran corriente continuó, por lo que causó un gran rebasamiento. En un caso del mundo real, el inductor habría alcanzado la saturación mucho antes de eso, causando otros problemas. Tu simulación aparentemente no tomó en cuenta la saturación actual. Tenga en cuenta que la aplicación de 12 V a 47 µH por solo 100 µs hace que se acumulen más de 25 A. Eche un vistazo a su simulación y vea lo que cree que es la corriente del inductor cuando el interruptor se apaga por primera vez después del inicio.

Sin embargo, todavía puedes hacer una especie de lo que estás preguntando. En lugar de que el comparador controle el interruptor directamente, haga que controle un oscilador que ejecuta el interruptor. Averigüe qué frecuencia y ciclo de trabajo necesita para la carga máxima y configure el oscilador para eso. El comparador entonces mata las oscilaciones o no. Este tipo de suministros son simples, robustos y con una buena respuesta transitoria. La desventaja es una ondulación mayor que cuando un bucle de control ajusta con cuidado el ciclo de trabajo para que coincida con la carga.

Para muchas aplicaciones que no son muy sensibles a la ondulación, un sistema de impulso a pedido o de desactivación de osciladores puede ser apropiado.

    
respondido por el Olin Lathrop
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En realidad, un convertidor histerético tiene una respuesta transitoria de carga muy buena, ya que no se ralentiza con la compensación. Sin embargo, como en la respuesta anterior, la frecuencia de conmutación no está bien controlada y esto puede causar problemas en el sistema. Existen métodos para regular la frecuencia de conmutación (el control TON es uno).

Tenga en cuenta su 'otro' problema: un gran exceso al principio.

    
respondido por el jp314

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