Компенсация с одним полюсом и одним "нулем"

November 14, 2011 by admin Комментировать »

Этот метод компенсации предназначен для тех топологий, которые имеют характеристику одного полюса фильтра: обратноходовые дискретные преобразователи с управлением по напряжению, а также прямоходовые и обратноходовые преобразователи с управляемые по току. Метод обладает большим усилением на постоянном токе и характеристикой опережения по фазе. Это дает проектировщику возможность приспособить компенсацию под источник питания. Схема и графики Боде для компенсации с одним полюсом и одним "нулем" показаны на рис. Б.20.

Рассматриваемый метод компенсации имеет полюс при постоянном токе, который для хорошей стабилизации выхода обеспечивает усиление в разомкнутом контуре с помощью операционного усилителя. "Нуль" появляется на частоте самого нижнего проявления полюса выходного фильтра или ниже, чтобы компенсировать отставание по фазе этого полюса. Запаздывание по фазе усилителя ошибки фактически снижается между полюсом усилителя ошибки и "нулем". Его теоретический предел составляет -180° (или "бросок фазы" +90°). Этот бросок фазы должен располагаться там, где существует самое большое отставание по фазе от полюса выходного фильтра. Таким образом можно поддерживать хороший контроль над фазой превышения. Последний полюс помещается в компенсацию для ослабления усиления на высоких частотах и противодействия "нулю" конденсатора, обусловленному ESR. Соответствующие графики Боде для замкнутого контура показаны на рис. Б.21.

Рис. Б.20. Метод компенсации с одним полюсом и одним "нулем"

Чтобы начать проектирование, следует найти внутреннее усиление по постоянному току характеристики "схема управления – выход". Для обратноходовых преобразователей с управлением по току можно использовать формулу (Б. 10). Для прямоходовых преобразователей с управлением по току используется формула (Б.6). Расчеты ведутся при наивысшем входном напряжении, поскольку это дает самое высокое усиление по постоянному току (наихудший случай).

Далее определим максимальную частоту перехода на усилении в замкнутом контуре. Для этой частоты лучше всего взять значение 1/5 рабочей частоты импульсного источника питания:

Рис. Б.21. Пример компенсации с одним полюсом и одним "нулем" для обратноходового преобразователя с управлением по напряжению или по току

Теперь выясним, какое требуется усиление для поднятия кривой усиления "схема управления – выход" до 0 дБ на частоте перехода:

I

Следующая задача заключается в определении позиции компенсационного "нуля" и полюса в усилителе ошибки. "Нуль" расположен на проявлении самой низкой частоты полюса фильтра, поскольку для обратноходового преобразователя с управлением по напряжению, а также прямоходового и обратноходового преобразователя с управлением по току частота этого полюса изменяется в ответ на эквивалентное сопротивление нагрузки. Наименьшая ожидаемая нагрузка определяет самую низкую частоту полюса выходного фильтра. Высокочастотный полюс компенсации усилителя ошибки располагается ниже предполагаемой частоты "нуля" на кривой "схема управления – выход" по причине ESR конденсатора. Короче говоря,

I I

Теперь можем вычислить необходимые величины для компонентов цепи. Сопротивление входного резистора (R1) известно, поскольку это — резистор верхнего плеча делителя напряжения обратной связи. Значения для компонентов обратной связи:

где Аю — абсолютное значение усиления, необходимое на частоте перехода (не в дБ).

I

Увеличение фазы, обусловленное усилителем ошибки, вычисляем по следующей формуле:

Увеличение фазы пропорционально разделению пары "полюс-нуль" в усилителе ошибки, но оно имеет вторичную природу, поскольку полюс и "нуль" усилителя отклонений были размещены так, чтобы скомпенсировать худший случай положения "нуля" и полюса на характеристиках "схема управления – выход". Фактическое размещение "нуля" обусловлено ESR, величина которой, в зависимости от выбора поставщика и номера детали, повлияет на фазу превышения источника питания. Таким образом, проектировщику, возможно, придется переместить компенсационный полюс, если существует вероятность того, что фаза превышения упадет ниже 30° (-330° отставания).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты