Frequenzgang des idealen und realen Typ-III-Kompensators

Ich versuche, einen Abwärtswandler mit Spannungsmodussteuerung zu entwickeln, der einen Kompensator vom Typ III verwendet, genau wie der unten.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Also habe ich seine Übertragungsfunktion berechnet und dann mit den korrekten Werten von Polen und Nullen die Werte der passiven Komponenten berechnet, um den erwarteten Frequenzgang zu erhalten. Mein Problem ist: Wenn ich die Schaltung in LTspice mit einem idealen und realen (OP27 von Analog Devices) Op. Amp., das ist die Amplitudenantwort, die ich bekomme.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich verstehe nicht, warum die Verstärkung bei niedrigen Frequenzen so stark abfällt. Warum verhält sich die reale Schaltung nicht wie die ideale?

Vout1 ist die Ausgabe des Ideals des Ideals und Vout3 ist die Ausgabe des Reals. Im ersten Bild ist Vout' eigentlich der Eingang des Kompensators und v C seine Ausgabe. In der Grafik sollten es also vc1 und vc3 sein, aber ich denke, jetzt wurde es klar.

Hier sind die Schaltpläne:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Niemand außer Ihnen versteht, was Vout3 oder Vout1 ist. Außerdem sollten Sie Ihre LTSpice-Schaltpläne für ideale und tatsächliche Operationsverstärker zeigen. Bitte versuchen Sie, so klar wie möglich zu sein.
Tut mir leid, habe gerade die Korrektur vorgenommen :) Die Schaltpläne entsprechen genau dem Bild im ersten Bild. Der einzige Unterschied besteht darin, dass ich zuerst einen idealen Operationsverstärker und dann einen echten verwendet habe. Die Frage bezieht sich nicht auf die Simulation, sondern tatsächlich darauf, was in der realen Schaltung passiert, die sie von der Theorie unterscheidet.
Zeigen Sie bitte die von Ihnen verwendeten LTSpice-Schaltpläne. Das hatte ich vorhin schon angefragt. Es ist unerheblich, dass Sie denken, dass sie nicht benötigt werden. Stellen Sie sicher, dass alle Netzteile sichtbar und frei sind. Bitte zeigen Sie alle Werte der Komponenten.
Ich denke es ist immer das gleiche Problem. Die Leute vergessen den Bias-Punkt, den sie immer überprüfen sollten, bevor sie SPICE-Ergebnisse in Betracht ziehen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass das OP27 hoch oder runter fährt, und das ist der Grund, warum Sie nicht die richtige Antwort haben. Bitte überprüfen Sie meine Antwort und implementieren Sie die richtige Vorspannungsschaltung. Beachten Sie auch, dass Sie die Frequenzweiche ziemlich hoch drücken und die AC-Antwort des OP27 den Bode-Plot beeinflussen wird.
@LuizGustavoMartins Der ideale Operationsverstärker, den Sie verwenden, U1ist nur ein VCCS plus ein paralleles RC darunter. Es funktioniert für mV, GV, überall, einwandfrei. Probieren Sie es aus UniverslOpamp[2,3a,3b], um bessere Ergebnisse zu erzielen. Diese werden durch unangemessene Vorurteile beeinflusst.

Antworten (2)

Ich verstehe nicht, warum die Verstärkung bei niedrigen Frequenzen so stark abfällt. Kann mir jemand erklären, warum sich die reale Schaltung nicht wie die ideale verhält? Vielen Dank im Voraus.

Der OP-27 ist nicht für seinen Low-Supply-Betrieb bekannt. Sie haben es so eingestellt, dass es mit +/- 3 Volt läuft, aber das von TI empfohlene Minimum beträgt +/- 4 Volt: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich sage nicht, dass es keine anderen Probleme gibt; Dies ist eindeutig ein Problem und möglicherweise wird das Simulationsmodell auch bei niedrigen Versorgungsschienen beeinträchtigt.

Betrachten Sie dies auf einer etwas tieferen Ebene: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie haben bereits einen Offset von +1 Volt an VREF, sodass Sie sich bei einer niedrigen Versorgungsspannung an der Grenze des Eingangsspannungsbereichs befinden. Wenn Sie dann die Ausgangsantriebsfähigkeit überprüfen, gibt das Datenblatt an, dass es vielleicht +/- 12 Volt liefern kann, wenn es mit 15-Volt-Schienen betrieben wird. Wenn Sie dies auf eine Versorgung von +/- 3 Volt erweitern, bleibt der Ausgang des Operationsverstärkers bei 0 Volt hängen, ohne dass er von diesem Punkt aus angehoben oder abgesenkt werden kann.

Wenn ich Kompensatoren auf Operationsverstärkerbasis oder aktive Filter betrachte, insbesondere solche mit einem Pol am Ursprung, empfehle ich, die Schaltung mit einem Auto-Bias-Netzwerk einzustellen. Diese zusätzliche Schaltung zwingt den Ausgang des Operationsverstärkers dazu, innerhalb seiner Betriebsschienen zu liegen, z. B. einige Volt, wo er linear ist. Ohne die exakte Eingangsvorspannung, die mit einer Genauigkeit von einigen zehn µV angepasst wird, führt die hohe Open-Loop-Verstärkung dazu, dass der Operationsverstärker nach oben oder unten fährt und die Wechselstromantwort durcheinander bringt.

Die folgende Schaltung läuft auf der kostenlosen SIMPLIS-Demoversion und implementiert einen automatisierten Typ-3-Kompensator. Geben Sie die gewünschte Übergangsfrequenz in das rechte Fenster ein und die Komponenten werden berechnet, um die erwartete Phasenanhebung basierend auf dem k-Faktor bereitzustellen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die spannungsgesteuerte Spannungsquelle E1 liefert die genaue Vorspannung an den Typ-3-Kompensator, sodass sein Ausgang innerhalb der Schienen bleibt und nicht gesättigt wird. Wie Sie unten sehen können, liefert die automatische Vorspannung 12 V, um den Ausgang des Operationsverstärkers U2 auf etwa 2,6 V zu halten, und die AC-Antwort ist das, was mit einer gewünschten Verstärkung von 10 dB bei 10 kHz erwartet wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Schauen Sie sich den Bias-Punkt immer in einem Simulator an und prüfen Sie, ob er sinnvoll ist. Das Kompensator-Beispiel kann hier von meiner Website heruntergeladen werden und funktioniert mit Elements , der kostenlosen Demoversion.

Frequenzgang des idealen und realen Typ-III-Kompensators
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v