Wie könnte in einem isolierten SMPS-Feedback-Design die Latenzzeit des Optokopplers höher sein als die Schaltperiode?

Ich sehe das oft in praktischen SMPS-Designs. Ein Optokoppler- und Spannungsreferenzpaar wird verwendet, um den Controllerabschnitt über den Ausgangsspannungspegel zu informieren. Wenn ich jedoch das Datenblatt des Optokopplers in der Schaltung lese, sehe ich, dass die angegebenen Signaleigenschaften "Anstiegszeit" und "Abfallzeit" höher sind als die Schaltperiode der Controller-Schaltung.

Beispiel

Siehe diese Schaltung in diesem Artikel .

Beispiel Schaltungsdesign

In den Schaltplänen heißt es, dass die Schaltfrequenz dieser Schaltung ist 250kHz, was bedeutet, dass die Schaltperiode ist 4us. Im Optokoppler-Datenblatt wird die Anstiegszeit als 4us(typisch) und 18us(maximal) angegeben. Die Abfallzeit ist 3us(typisch) und 18us(maximal). Das Signal muss ansteigen und dann abfallen, es dauert also typischerweise 7us( 36usmaximal) einen Impuls. Ein Ingenieur muss sein Design unter Berücksichtigung der Worst-Case-Umstände erstellen, daher sollten wir die maximale Impulszeit als 36usmultipliziert mit 9der Schaltperiode nehmen.

Würde es nicht bedeuten, dass der Controller 9 Perioden zu spät auf eine Ausgangsänderung reagiert? Ist so viel Latenz akzeptabel, verursacht es nicht Probleme bei der Steuerung des Ausgangsspannungspegels? Oder fehlt mir hier etwas? Können Sie mir bitte erklären, wie diese Art von SMPS-Designs mit all diesen langsamen Optokopplern funktionieren?

Antworten (2)

Der Optokoppler reagiert nicht auf die Schaltfrequenz des Sperrwandlers, daher sind die Angaben zur Anstiegs- und Abfallzeit irrelevant. Obwohl der Optokoppler im Allgemeinen als digitales Gerät betrachtet wird, arbeitet er für diese Art von Schaltung linear; weder in Sättigung noch vollständig ausgeschaltet. Dies bedeutet, dass es bei guter Geschwindigkeit flüssig arbeitet.

Zugegebenermaßen ist der lineare Bereich klein, aber die Wirkung der negativen Rückkopplung hält ihn in diesem linearen Bereich.

Ich möchte diese Art von Rückkopplungsschleife ausschließlich für das SMPS-Design untersuchen. Wie suchen Sie es in Google? Gibt es einen Online-Artikel?
Ich würde die Verwendung von LTSpice in Betracht ziehen - Linear Tech hat eine große Anzahl von Umschaltern, die simuliert werden können. Ich denke, das ist deine beste Route.
@hkBattousai, Diese Art von Rückkopplungsschleife ist bei isolierten Netzteilen (Ladegeräte, ATX usw.) weit verbreitet. [Dieser] ( onsemi.com/pub/Collateral/TND381-D.PDF ) Link bietet eine gute Einführung in dieses Thema

Beachten Sie, dass der Optokoppler nach allen Filterkomponenten mit Gleichstrom versorgt wird, sodass die Rückkopplungsverzögerung viel langsamer ist. Der Betrieb der Versorgung verfügt über einen Parameter "Lastreaktion", "Lastregelung" (oder etwas Ähnliches), der die typische Reaktion auf eine plötzliche Laständerung auflistet (zeitlich liegt dies wahrscheinlich im Bereich von mehreren ms). Die zusätzlichen (oder fehlenden) Schaltimpulse, die während dieser Reaktionszeit erzeugt werden, werden gut gefiltert, wenn sie den DC-Ausgang erreichen. Daher ist die "Latenz" in den USA in diesem Fall nicht sehr kritisch.

Der Optokoppler arbeitet also im Analogmodus und koppelt den DC-Ausgangspegel zurück an die Steuerung?
@ pjc50, richtig - und die zusätzliche Schaltung auf der Kathodenseite der LED hilft auch, dies zu steuern.
Wie könnte in einem isolierten SMPS-Feedback-Design die Latenzzeit des Optokopplers höher sein als die Schaltperiode?
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