requisitos de frecuencia del regulador Buck (respuesta transitoria)

Una frecuencia más alta permite un inductor más pequeño a la misma corriente, pero no significa necesariamente una mejor respuesta transitoria. La respuesta transitoria es una función de cómo se sintoniza el bucle de control. El período de conmutación es un límite mucho menor en la respuesta transitoria, pero en realidad los bucles de control están sintonizados para que los pulsos promedien y, por lo tanto, responden más lentamente que eso. 20 veces el período de repetición del pulso no sería inusual.

Su declaración de pagar un precio por una mayor frecuencia en los límites de ESR bajos tampoco tiene sentido. De todos modos, en la mayoría de los casos, estarías usando límites de ESR bajos. Incluso si el bucle de control no requiere el ESR bajo, la corriente de rizado generalmente sí lo requiere. Las tapas que no son específicamente bajas en ESR generalmente no pueden manejar la corriente de rizado en la salida de una fuente de alimentación de conmutación. Tenga en cuenta que una frecuencia más alta realmente reduce esta corriente de rizado.

Tampoco es cierto que una mayor frecuencia implique una menor eficiencia. En algún momento lo hace porque el interruptor no puede hacer la transición entre apagado y encendido instantáneamente, pero hay mucho espacio por encima de 150 kHz antes de que se convierta en un factor dominante. 150 kHz es una frecuencia bastante baja para un chip de conmutación integrado en la actualidad.

Si las excursiones transitorias bajas son importantes para usted, ponga mucha capacitancia en la salida. Sin embargo, asegúrese de que su tipo de conmutador está bien con eso. Dependiendo del tipo de esquema de control, algunos requieren un poco de ESR en la salida. Una forma de lidiar con eso es poner un poco de resistencia en serie con la salida antes de los condensadores, como 50 mΩ. Consulte la ficha técnica. Eso satisfará los requisitos de control y luego podrá poner tanta capacitancia como desee. Esto le permite intercambiar excursiones transitorias por una pequeña regulación general.

En general, necesita leer la hoja de datos de cualquier chip de conmutador con mucho cuidado. Asegúrate de satisfacer todas las condiciones. Hay varios esquemas de control diferentes, por lo que no hay una respuesta universal. Como siempre, la hoja de datos es la guía real.

La pregunta de respuesta transitoria es compleja, con muchas entradas.

Las consideraciones del tren de potencia incluyen:

• el tamaño del inductor de salida
• la cantidad de capacitancia de salida
• el tipo de capacitancia de salida (cerámica, electrolítica)

Las consideraciones de control incluyen:

• el esquema de control (modo de voltaje, modo actual, V2)
• la frecuencia de operación
• el modo de funcionamiento (DCM, BCM, CCM)

La respuesta transitoria solo se relaciona indirectamente con la frecuencia de conmutación, en la medida en que la frecuencia de conmutación impone un límite superior a la frecuencia de cruce máxima de bucle cerrado que es realmente alcanzable. (En general, el cruce debe ser como máximo 1/4 de la frecuencia de conmutación). Una frecuencia de conmutación de 1 MHz con un cruce de bucle a 100 Hz será tan lenta en responder como una frecuencia de conmutación de 100 kHz con el mismo cruce de 100 Hz.

El modo de operación también es importante. El funcionamiento de un dólar en DCM (modo de conducción discontinua, donde hay un período de corriente de inducción cero por ciclo de conmutación) ayuda a amortiguar la respuesta del filtro de salida y facilita la compensación (y permite un mayor cruce frente a otros modos). Si el convertidor realiza la transición a CCM, la respuesta cambia bruscamente (obtiene un pico de ganancia grande y un cambio de fase abrupto) y generalmente necesita una frecuencia de cruce más baja para garantizar la estabilidad (vs. DCM)

El control de modo actual puede proporcionar una mejor respuesta transitoria (el bucle de corriente interno generalmente puede responder más rápido que el bucle de voltaje externo) con algunas penalizaciones (detección de corriente, compensación de pendiente para evitar la oscilación subarmónica, etc.) El control V2 también puede mejorar el transitorio respuesta frente a un circuito de voltaje normal, pero también es complejo (detectar la corriente del condensador puede ser complicado).

Podría seguir, pero creo que tienes una idea general.

Si usted mismo está diseñando la pelota, debe modelar / simular / probar iterativamente para obtener la respuesta transitoria óptima para su convertidor en particular. Si está comprando uno de alguien, deberían tener este análisis disponible para usted. No se puede generalizar según la frecuencia de conmutación.

Puede estar malinterpretando un poco. Por lo general, hay poca correlación directa entre la respuesta transitoria de un SMPS y su frecuencia de operación. La respuesta transitoria se decide por el circuito de retroalimentación, que creo que tiene un ancho de banda de unos pocos miles de kilohercios en la mayoría de los casos. La respuesta de SMPS depende de cómo el bucle de retroalimentación moldea la función de transferencia de bucle abierto en una forma que muestre los criterios de ancho de banda y estabilidad requeridos. Esto puede desconfiar mucho entre los diseños con el mismo chip de control y la misma frecuencia de operación. La ruta de retroalimentación puede ser interna a los chips o hecha de componentes externos. Compruebe si las diferentes SMPS le dan una especificación de ancho de banda que luego puede comparar si se implementa internamente en el chip. Si es externo, entonces puede decidir la respuesta colocando los componentes externos adecuados, dentro de las limitaciones del curso.