Design des Kompensators Typ 2 für die Strommodussteuerung des Hochsetzstellers?

Ich habe einen Aufwärtswandler mit Spitzenstrommodussteuerung in PLECS entworfen. Ich habe die Methode des k-Faktor-Ansatzes verwendet, um den Kompensator zu entwerfen. Die Bode-Plot-Übertragungsfunktion der Endstufe wird verwendet, um die Übergangsfrequenz von 40 kHz auszuwählen, da ich eine Schaltfrequenz von 2,2 MHz verwende, und daraus habe ich meinen Kompensator definiert, der einen guten Bode-Plot zeigt ( ) Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein. Der Bode-Plot des Gesamtsystems entspricht genau meinen Erwartungen, wie Sie in der Abbildung sehen können. Wenn ich jedoch dieselbe Schaltung in PLECS mit dem Kompensator betreibe, erhalte ich eine große Oszillation und ein instabiles System und der Kompensator (Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein) soll mein System stabilisieren (ich konnte die Datei nicht in stackoverflow hochladen). Meine Frage, wie kann die Frequenzbereichsanalyse perfekt funktionieren, aber wenn es um Zeitbereich (Schaltung) geht, ist das System völlig falsch? Ich habe eine Übergangsfrequenz von 5 kHz verwendet und zeigt das gute Ergebnis, was bedeutet, dass mein Regelkreis kein gutes Verhalten zeigt, wenn es um eine höhere Übergangsfrequenz geht, was meinem Verständnis widerspricht, dass ich jede Übergangsfrequenz wählen kann, solange sie zehn ist kleiner als die Schaltfrequenz. Das Bode-Diagramm der kompensierten Schaltung (Schaltung mit dem Kompensator) ist: Geben Sie hier die Bildbeschreibung eindie Schaltung: Geben Sie hier die Bildbeschreibung einDie Übergangsfrequenz, wo sie instabil ist, beträgt 40 kHz, ich habe einen Phasenabstand von 60 gewählt und mit dem k-Faktor-Ansatz habe ich die Polnullstellen und die Verstärkung der berechnet Kompensator

Aus Ihrem Bode-Diagramm ist völlig unklar, was die kompensierte Antwort ist. Zeigen Sie das Bode-Diagramm nur Ihrer kompensierten Schaltung. Geben Sie auch an, mit welcher Frequenz das instabile System oszilliert, UND zeigen Sie WICHTIG die Schaltung.
Hallo Andy, ich habe es gerade bearbeitet. Ich denke, Sie meinen, die kompensierte Schaltung ist die Schaltung mit dem Kompensator. Danke
Wo war Ihr Eingang und wo wurde Ihr Ausgang für Ihren Bode-Plot gemessen und wie haben Sie den Schaltplan so angeordnet, dass die Rückkopplung entfernt wurde, dh wie haben Sie die Open-Loop-Verstärkung für Ihren Bode-Plot gemessen?
Für das Bode-Diagramm ist der Eingang der Verr (Vref-Vout) zum Spannungsausgang Vout, ich habe die goto/from-Signale (Vout und I_ind) anstelle von Drähten verwendet. Ich habe die Vout/Verr-Übertragungsfunktion (mathematische Übertragungsfunktion von Basso) verwendet und ich habe auch die Analysewerkzeuge von PLECS verwendet, um die offene Schleife (Vout/Verr) zu erhalten.
Der Deal mit der Schaltfrequenz ist, dass sie bei 1/2 fsw eine Spitze im Antwortdiagramm erzeugt, sodass Sie an diesem Punkt eine gute Dämpfung haben möchten. Es ist ein bisschen vereinfachend, 1/10 Schaltfrequenz für fco zu sagen. Sie können Ihr PLECS-Modell im Vergleich zu dem einen TI-Simulator testen, letzterer ist ungefähr so ​​​​gut, wie Sie ohne Messungen auskommen können.
Ich habe 1/10 oder 1/20 für fc genommen, da es eine Richtlinie von Texas Instrument war, aber meine großen Sorgen sind der k-Faktor-Ansatz, bei dem im Frequenzbereich perfekt erscheint, aber im Zeitbereich völlig falsch ist, da ich ein großes Überschwingen bekam und Oszillationen für fc höher als 5 kHz in CCM und 1 kHz in DCM, was bedeutet, dass der Kompensator vom Typ 2 für den Aufwärtswandler in DCM schlecht ist, wenn meine Simulation korrekt ist
Typ 2 ist der häufigste für CMC. Es hört sich so an, als wäre Ihre Vergütung ausgeschaltet. Probieren Sie den Ti-Simulator aus, damit können Sie Pole und Nullen einfach anpassen. Hüten Sie sich vor der halben Null des rechten Flugzeugs bei CCM. Im Boost bei CCM wird die Ausgangsspannung vorübergehend absacken, wenn der Controller den Arbeitszyklus erhöht, was Oszillationen verursacht. Es kann nicht kompensiert werden, Sie müssen Fco einschränken, um rphz eine angemessene Marge zu bieten.
Ich habe es mit TI Webench versucht, aber anscheinend konnte ich keinen Aufwärtswandler mit Spitzenstromsteuerung finden, der zu meinen Eingängen passt (ich habe versucht, den Wert der verfügbaren Designs zu ändern, aber nicht akzeptabel). Sie sagten, mein Kompensator ist ausgeschaltet. Können Sie das bitte näher erklären, weil ich dachte, ein Kompensator sei nur ein Filter? Ich habe einen Fc kleiner als 1/5 der RHPZ gewählt, reicht das nicht?
Mit einem Aufwärtswandler können Sie keine Übergangsfrequenz auswählen. In VM stecken Sie mit der Resonanzfrequenz des fest L C Filter und die RHP-Nullposition. Bei CM hast du das nicht mehr L C Höhepunkt, aber das RHPZ nimmt eine ähnliche Position ein. Sie müssen also auswählen F C bei maximal 20-30% der F C sonst ist es nicht stabil. Bitte überprüfen Sie cbasso.pagesperso-orange.fr/Downloads/PPTs/… , wo Sie alle Tools haben, um die Schleifenkontrolle zu bewältigen.

Antworten (1)

Das Modellieren von SMPS im Strommodus ist tatsächlich etwas schwieriger als im Spannungsmodus, was auch immer das Wissen von "jeder weiß" sagt. Es ist oft einfacher zu VERWENDEN und Sie haben "bekannte gute" Formeln, aber diese neigen dazu, den aktuellen Verstärkerteil wegzuwerfen oder ihn "vereinfacht" wegzuwerfen.

Wenn Sie zwei parallele Rückkopplungsschleifen haben, ist das Eliminieren einer und sagen, dass es keine Rolle spielt, größtenteils eine Handbewegungsübung. Sie können oft eine ausreichend gute Annäherung an das Ergebnis erhalten, und die Hersteller liefern oft nicht die notwendigen Informationen, um die Strommodusschleife zu modellieren. Es ist also nicht völlig unvernünftig, die Reaktion der Stromschleife fallen zu lassen, weil Sie sowieso keine vernünftige Möglichkeit haben, sie zu modellieren.

Was ich empfehlen würde, ist, zur Webseite von Texas Instruments zu gehen und ihre Webench-Tool-Suite auszuprobieren, um ein ähnliches Netzteil zu entwerfen. Wenn Sie denselben/ähnlichen Induktor/Kondensator/Transistor und einen Strommodusregler verwenden, sollte die Rückkopplungsschleife ziemlich nahe an dem liegen, was Sie benötigen. Sie müssen wahrscheinlich den Spannungsteiler ändern, um den richtigen Rückkopplungswert bereitzustellen, was sich etwas auf die Schleife auswirkt, aber die Webench lässt Sie mit den Rückkopplungswerten auf Komponentenebene spielen.

Wenn Sie sich für die Komplexität der korrekten Modellierung von Strommodus-SMPS-Controllern interessieren, lesen Sie „UNDERSTANDING AND APPLYING CURRENT-MODE CONTROL THEORY“ von Robert Sheehan sowie seine anderen Whitepaper. Andere Methoden werden in einigen Lehrbüchern wie "Switching Power Supply Design & Optimization" von Sanjay Maniktala vorgestellt. Diese beruhen alle darauf, dass der Hersteller tatsächlich Wellenformdetails und Spezifikationen des Strommodusverstärkers des Controllers offenlegt, die oft nicht angegeben werden.

Ich habe mich einige Wochen lang sehr bemüht, es zu modellieren, habe es aber nicht geschafft, also verwende ich nur einige Modelle, wie Sie gesagt haben. Jetzt komme ich zum Kompensationsdesign, das nicht offensichtlich ist, wie es aus dem von mir verwendeten Lehrbuch hervorgeht (Pr.Ned Mohan) und ich mag es wirklich nicht, wenn die theoretische Berechnung (die richtig aussieht) nicht mit der Simulationsschaltung übereinstimmt. Ich werde mir die Referenzen ansehen, die Sie mir gegeben haben, und danke für den Hinweis
@yaakov Das ist das Problem mit Simulatoren, man kann nicht wissen, ob es richtig simuliert wird. Die Simulation eines CMC-SMPS in SPICE ist aus dem gleichen Grund schwierig wie die Erstellung eines Modells dafür. Am Ende des Tages können Sie Messungen nicht übertreffen, aber Sie benötigen einen Vektoranalysator, um dies richtig durchzuführen, und dies ist ein unangemessen teures Teil des Kits, normalerweise über 1000 GBP.
Deshalb wollte ich PLECS und Simulink als ersten Ansatz verwenden, da sie einfacher erscheinen, aber ich erhalte trotzdem ein völlig bedeutungsloses Ergebnis, und dies, bevor ich zur Messung gehe
Design des Kompensators Typ 2 für die Strommodussteuerung des Hochsetzstellers?
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