Spannungsrückkopplungsreferenzproblem mit Abwärtswandler

Ich habe ein paar Fragen zum Abwärtswandler. Ich habe versucht, einen Abwärtswandler für eine MPPT-Schaltung zu entwerfen, die sich in einer Low-Side-Schaltkonfiguration befindet, wie im folgenden Diagramm gezeigt.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die im Schaltplan dargestellte Spannungsquelle ist die Spannung des PV-Moduls. Der gezeigte Block ist Arduino Nano, dessen Masse mit der Leistungsmasse des Panels verbunden ist. Das mOsfet wird von einem TLP250H-Optokoppler-Low-Side-Mosfet-Treiber mit PWM-Signalen angesteuert, die von Arduino erzeugt werden. Ich muss Spannungsrückkopplung über die Last nehmen. Aber das Problem ist, dass ich verwirrt bin, wo ich die Referenz nehmen soll und wie ich die Spannung über der Last messen soll, um das Rückkopplungssignal an Arduino zu liefern. Ich habe versucht, das Differenzpotential zwischen Last und Stromerde mit zwei Potentialteilern über dem PV-Panel und Masse und Lasterde zu messen. Aber beim Messen der Potentialdifferenz zwischen Last und Masse war das offensichtliche Ergebnis eine Schaltwellenform, da ich versuche, direkt über den Mosfet-Drain zu den Source-Anschlüssen zu messen.

Eine andere Frage. Die Spannungswellenform am Kondensator ist ein sauberer Gleichstrom zusammen mit Spitzen mit einer Spitze-Spitze-Spannung von fast 6 V. Wie reduziere ich die Spitzen aus der Ausgangswellenform und welche Art von Kondensator sollte normalerweise für einen Schaltwandler dieser Art in Betracht gezogen werden?

Vielen Dank für Ihre Hilfe.!

Antworten (1)

Sie wissen wahrscheinlich bereits, dass Sie dieses Problem in einem Standard-High-Side-Schaltkreis nicht haben würden. Das liegt daran, dass sich die Bezugsmasse von Eingang und Ausgang denselben Knoten teilen .

In Ihrer Schaltung unterbricht der Low-Side-Schalter diese Verbindung, sodass die Masse des Ausgangs jetzt von der Eingangsmasse isoliert bleiben muss . Das bedeutet auch, dass Sie nicht mehr denselben Massebezug verwenden können.

Eine Lösung könnte darin bestehen, L1 nach unten zu verschieben, so dass es immer noch zwischen D1 und C1 sitzt, aber unter Verwendung ihrer gegenüberliegenden Knoten (Anode von D1, negative Platte von C1) ist die positive Eingangsspannungsschiene die gemeinsame Referenz. Dies löst jedoch immer noch nicht das Problem der Spannungsregelung. Mit einigen Operationsverstärkerschaltungen könnten Sie umgehen, dass es nicht einfach sein wird.

Auch die interne Referenzspannung des Arduino ist auf Eingangsmasse bezogen. Dies bedeutet, dass Sie es nicht direkt als Referenz für die Ausgangsspannung verwenden können.

Die einfachste Lösung, die ich sehe, besteht darin, den Referenzkomparator parallel zu C1 in den Ausgangskreis zu verlegen, ähnlich wie isolierte Netzversorgungen die Ausgangsspannung erfassen. Verwenden Sie dann einen Optokoppler, um ein Signal an den Arduino zurückzugeben.

Sie haben eine Topologie gewählt, die fast niemand verwendet, und jetzt wissen Sie, warum das so ist. Das High-Side-Schalten mit einem PMOS oder sogar mit einem NMOS und einem Gate-Treiber (da Sie eine Gate-Spannung höher als Vin benötigen, um den NMOS richtig anzusteuern) ist viel einfacher.

Vielen Dank, dass Sie mir erklärt haben, warum diese Topologie normalerweise nicht verwendet wird. Die Ausgangsspannung an der Last weist Spitzen mit etwa 6 V von Spitze zu Spitze auf. Können Sie mir bitte helfen, das Problem zu verstehen? Kommen die Spitzen aufgrund von Induktorklingeln heraus oder sind andere Aspekte beteiligt?
Ich vermute, dass bei einem ordnungsgemäß funktionierenden Abwärtswandler Lastspitzen bedeuten könnten, dass C1 einen zu hohen ESR hat. Außerdem würden Sie normalerweise keine 2200-uF-Kappe verwenden, da der Wert zu hoch ist, was zu einer schlechten Leistung bei der Schaltfrequenz führt . Da Ihr Konverter jedoch kein funktionierendes Feedback hat, sind alle Wetten ungültig, es könnten andere Dinge passieren. Sie sollten sich entweder an ein konventionelleres Design halten (siehe letzter Absatz meiner Antwort) oder Schaltwandler viel detaillierter studieren, damit Sie ein besseres Verständnis haben. So ist Ihr Design "klobig", sodass Sie Probleme haben werden.
Spannungsrückkopplungsreferenzproblem mit Abwärtswandler
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v