Zusammenhang zwischen Schaltfrequenz und Übergangsfrequenz des Controllers in Buck-SMPS

Kontext: Einstellen des Regelkreises eines Buck-SMPS. Ich habe speziell eine TI TPS40200-basierte Schaltung im Sinn, aber ich denke, dies gilt für das SMPS-Design im Allgemeinen.

Zitat aus Typ-2-Vergütungsnetzwerk :

Herr Maniktala schlägt vor, dass die Übertragungsfunktion der Schleifenverstärkung des Umschalters den 0-dB-Punkt bei ungefähr 1/6 der Schaltfrequenz mit einer Steigung von -1 schneidet.

Ich habe das schon einmal von einem anderen Ingenieur gehört, hatte aber keine Gelegenheit zu fragen, warum. Aus welchem ​​Grund sollte die Übergangsfrequenz des Steuernetzwerks ein Bruchteil der Schaltfrequenz sein? Warum speziell um 1/5 oder 1/6?

Gibt es andere wünschenswerte Merkmale beim Entwerfen eines Kompensationsnetzwerks für einen SMPS-Controller als das grundlegendste Kriterium von > 45 Grad Phasenreserve für die Systemstabilität?

Antworten (1)

Ein Schaltnetzteil ist im Wesentlichen ein System mit abgetasteten Daten, daher beträgt die theoretische maximale Bandbreite die Hälfte der Schaltfrequenz. Praktisch machen es dort die Phasen- und Transportverzögerung unmöglich, die Schleife dort zu schließen, daher ist 1/5 bis 1/10 der Schaltfrequenz eine gute Faustregel.

Es gibt viele andere Überlegungen bei der Kompensation einer SMPS-Verstärkungsmarge, bedingter Stabilität, Strom-Spannungs-Modus, Flankenkompensation, Einschwingverhalten usw.

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Ah. Ich habe also übersehen, dass ein System mit abgetasteten Daten kein digitales Steuersystem sein muss. Sie können ein PWM-Tastverhältnis nur einmal pro Periode aktualisieren, und das macht dies zu einem System mit abgetasteten Daten, da Ihre Ausgabe abgetastet wird, selbst wenn der Controller selbst fast vollständig aus analogen Schaltkreisen besteht. Dies ist ein Fall, in dem die Begriffe „zeitdiskret“ und „digital“ alles andere als austauschbar sind.
Exakt! Sie können eine Halteübertragungsfunktion nullter Ordnung in der z-Domäne als Teil des Regelkreismodells eines SMPS verwenden, um die Abtasteffekte zu modellieren.