Zusammenhang zwischen Schaltfrequenz und Übergangsfrequenz des Reglers bei DC-DC-Wandlern

Ein Schaltnetzteil aktualisiert den Ausgang (Schalter einschalten/ausschalten/Arbeitszyklus) nur einmal pro Takt.

Da der Takt zwei Flanken hat, wir aber nur an einer dieser Flanken aktualisieren , beträgt die maximale Ausgangsaktualisierungsrate (und damit die Bandbreite) daher die Hälfte der Schaltfrequenz (zwei Aktualisierungen für einen vollständigen Zyklus erfordern zwei Steuertaktzyklen).

Es ist die Tatsache, dass wir die Ausgabe basierend auf einer Uhr (nicht kontinuierlich) aktualisieren, die dies zu einem abgetasteten Datensystem macht.

Wie in der früheren Antwort erwähnt, ist dies aus einer Reihe von Gründen, einschließlich Phasen- und Verstärkungsspielraum, keine praktische Bandbreite. Ein weiteres Problem ist die Rauschdurchführung des Schalters (die schwierig zu entfernen sein kann).

Eine typischere Loop-Crossover-Frequenz ist 1/5 der Schaltfrequenz oder niedriger.

Ein abgetastetes Datensystem ist eines, bei dem die Daten in diskreten Intervallen abgetastet werden, anstatt kontinuierlich zu sein.

Ein kontinuierliches System ist ein analoges Filter (bestehend aus linearen Komponenten und möglicherweise Verstärkern), und daher stellt der Ausgang jederzeit den Eingang dar, wie er von der Schaltung modifiziert wird (wobei die Zeit ignoriert wird, die das Signal benötigt, um den Filter zu passieren).

In einem abgetasteten Datensystem wissen wir nur, was die Eingabe zu bestimmten Zeitpunkten ist, und wir wissen nicht, was die Eingabe zwischen diesen Punkten ist (deshalb filtern wir die Eingabe, sodass nur ein bekanntes Frequenzband tatsächlich vorhanden ist am Eingang, wie zum Beispiel am Eingang eines ADC).

Ein Schaltnetzteil ist analog zu einem ADC, da der Ausgang (von der Rückkopplungsschleife) nur zu bestimmten Zeitpunkten gemessen wird und wir daher sicherstellen, dass die Filterung die Bandbreite dieses Signals begrenzt.

Es gibt interne Komponenten, die bei der Bildung des Filters helfen, daher ist hier die Illustration des LTC1735 (ein Hochleistungs-SMPS-Controller, obwohl er etwas alt ist); die Details der analogen Teile des Loops sind in AN76 dokumentiert .

Hier gibt es externe Komponenten (was hilfreich ist, da sie Teil der Gesamtschleife sind).

Obwohl die Filter des Fehlerverstärkers und des Ausgangsfilters (vom Ausgangskondensator) analog sind, kann die Entscheidung, was zu tun ist, nur an der steigenden Flanke des Takts getroffen werden, unabhängig davon, was zwischen diesen Takten passiert ist.

Da wir die beste Gesamtantwort erzielen möchten, begrenzen wir die Loop-Bandbreite, sodass die Samples viel schneller aufgenommen werden, als sich der Loop tatsächlich ändern kann (genauso wie bei jedem ADC).

Wie bei jedem ADC gibt es eine Nyquist-Grenze von < Fsample / 2, aber das ist immer noch eine relativ hohe Frequenz; Um die beste Gesamtantwort zu erhalten, tauschen wir einen Teil dieses potenziellen Schleifenfrequenzgangs gegen bessere Schleifeninformationen aus (die Abtastrate ist viel höher als die Bandbreite des abgetasteten Signals).

Ein abgetastetes Datensystem ist also eines (z. B. ein ADC), das den tatsächlichen Eingang nur zu diskreten Zeitpunkten und nicht kontinuierlich misst.