DC/DC-Schaltwandler: Ist es möglich, einen Stromwandler nur im Spannungsmodus zu betreiben?

DC/DC-Schaltwandler: Ist es möglich, einen Stromwandler nur im Spannungsmodus zu betreiben? Wenn ja, gibt es ein Beispiel mit einem Abwärtswandler?

Insbesondere möchte ich UC3843 ( LT1243 ) in LTspice als Abwärtswandler in der einfachen Spannungsmodusregelung verwenden (wobei die Strommodusregelung nach Möglichkeit deaktiviert wird). Ich habe den LT1243 in der Vergangenheit erfolgreich als SEPIC-Wandler betrieben, aber ich hätte ihn wegen seines höheren Wirkungsgrads und der Einzelwicklungsinduktivität gerne als eigenständigen Buck (Step-Down) betrieben. Ich kann für diese Anwendung kein Flyback (Texas Inst WeBench) durchführen.

Ich entschuldige mich, wenn dies eine grundlegende Frage ist. Ich bin von Beruf Maschinenbauingenieur und habe einen langen Weg zurückgelegt, indem ich LTspice gelernt, Leiterplatten geroutet und MCUs programmiert habe. Ich habe versucht, den Current Sense (SENSE)-Pin zu erden oder die Kompensation zu ändern oder den Lasttyp von einem Widerstand auf eine feste Stromlast zu ändern, und es pendelt sich immer bei einem bestimmten Vout in Bezug auf Vin ein, als ob Vfeedback keinen Einfluss hätte .

Die UC384X- und LT124X-Chips sind Legacy-Chips für Current-Mode-PWM-Controller.

Da ich dieses N-Kanal-Mosfet Si7370DP in der SEPIC LT1243-Schaltung mit diesem UC3843/LT1243-Controller verwendet habe, verfügt der Controller über einen internen Totem-Pole-Treiber. Ich stimme den Antworten auf diesen Beitrag nicht unbedingt zu: UC3843 Buck Converter

Vielen Dank im Voraus!

Antworten (1)

Sie können einen Strommodus-gesteuerten (CM) Wandler sicherlich in einen Spannungsmodus-gesteuerten (VM) Wandler verwandeln, indem Sie die Kompensationsrampe erhöhen und den Induktorstrombeitrag verringern. Dadurch ändert sich jedoch die Übertragungsfunktion (und die guten Eigenschaften, die CM innewohnen), und es muss eine neue Steuerungsstrategie erdacht werden. Außerdem geht die von CM angebotene natürliche Zyklus-für-Zyklus-Spitzenstromgrenze in VM verloren, und es muss ein zusätzlicher Komparator hinzugefügt werden, um diese Funktion auszuführen.

Was den UC384x betrifft, so ist er bekanntlich nicht sehr gut geeignet, um einen High-Side-Schalter wie in einem Tiefsetzsteller zu steuern. Sie müssen auf einen Bootstrap-Treiber (als mögliche Lösung) zurückgreifen, und Sie können einen mit diskreten Komponenten erstellen. Wenn Sie den Chip in einen VM-Controller verwandeln möchten, ist außerdem eine zusätzliche Schaltung erforderlich, um die PWM-Rampe zu erzeugen. Nichts Unüberwindbares und es ist eine gute Übung, ein solches Board zu bauen und abzustimmen. Ich würde jedoch nicht empfehlen, daraus eine industrielle Version zu machen, da gute spezialisierte Steuerkreise das jahrzehntelang gut machen.

Eine mögliche Implementierung des UC384x in einem Buck ist unten dargestellt. Es ist ein Auszug aus einem APEC-Seminar , das ich 2019 unterrichtet habe und das die Struktur des Abwärtswandlers behandelt:

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Dies diente zu Lehrzwecken, da ich dieselbe Anordnung für CM- und VM-Operationen in zwei verschiedenen Boards verwenden konnte. Das High-Side-Laufwerk verwendet einen Bootstrap-Treiber, der von Monsieur Balogh in einem Anwendungshinweis beschrieben wurde , den er geschrieben hat und der heute ein Klassiker ist. Siehe Abbildung 23 für das schematische Diagramm dieses Teils. Ich habe es getestet und es liefert hervorragende Ergebnisse:

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Das Seminar lehrt, wie man das Board kompensiert und es hat gut funktioniert. Viel Erfolg bei Ihrem Vorhaben!

Erstens. Vielen Dank für diese beschreibende Antwort! Ja, ich habe festgestellt, dass der Strommesskomparator mit der RtCt-Rampe vorgespannt werden muss (Spannungsteiler), damit er niemals auslöst, und dass ein Typ-III-Komparator (RC parallel zum Top-Feedback-Widerstand) für UC3843 benötigt wird. Ich habe die aktualisierte Typ-3-Kompensationsschaltung in TINA-TI und LTspice eingebaut und startet gut und erreicht manchmal die Zielspannungen. Ich war jedoch verloren, warum die endgültige Ausgangsspannung nicht erreicht werden konnte, bis Sie klar erklärt haben, dass dieser Chip einen Bootstrap für seinen Treiber benötigt.
Vielen Dank und Sie waren sicherlich sehr hilfreich! Ich werde zumindest die 2 Schaltungen veröffentlichen, die ich erfolgreich im Spannungsmodus UC3843 ausgeführt habe. Ihre Seminarpräsentation ist detailliert und geht leider über mein Verständnis hinaus. In Bezug auf Ihre Zeit eine kurze abschließende Frage. Würde ein Bootstrap-UC3843 im Spannungsmodus typische Wirkungsgrade von nicht synchronem Buck erreichen (~84 %)? Ich habe komplementäre UC3715-Treiber angeschlossen, um einen synchronen Abwärtswandler herzustellen, aber Simulationen in TINA-TI und LTspice haben Schwierigkeiten, die Ausgangsspannung zu erreichen. Ist das die Leistungsgrenze dieses Chips?
Freut mich, wenn ich dir helfen konnte. Ich sehe keinen Grund, warum ein UC384x nicht mit anderen Controllern konkurrieren könnte. Es gibt moderne Versionen des Chips, die weniger Strom verbrauchen als die ehrwürdigen bipolaren Controller aus den 80er Jahren und der Wirkungsgrad sollte ok sein. Wenn Sie Sync Rect experimentieren möchten, fügen Sie bitte ein wenig Totzeit zwischen den Übergängen hinzu, um Durchschießströme zu vermeiden, die bei hoher Frequenz den Wirkungsgrad stark beeinträchtigen.
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