Как контролировать переходный выходной ток синхронного понижающего преобразователя?

Я занимаюсь следующей проблемой,

Я хочу контролировать выходной ток и напряжение синхронного понижающего преобразователя во время ступенчатого изменения выходной нагрузки (резистора). Предположим, мы установили выходной эталонный ток на определенное значение. Ступенчатое изменение нагрузки из-за параллельного конденсатора приведет к всплеску тока (напряжение на крышке остается неизменным при изменении номинала резистора (так что всплеск тока)) . В моем дизайне я пытаюсь сопоставить Vout и Iout с Iout = f(Vout) в соответствии с функцией f .

Чтобы быть более конкретным, когда нагрузка R1 подключена к выходу понижающего преобразователя, значения Vout1 и Iout1 будут такими, что Vout1/Iout1 = R1 . Если я изменю R1 на R2 (предположим, что R2 > R1), новые значения Vout2 , Iout2 будут установлены соответственно.

Также необходимо контролировать переходную характеристику Iout и Vout во время изменения нагрузки , чтобы они следовали функции f от точки устойчивого состояния на R1 до R2. Итак, мой вопрос:

Можно ли разработать стратегию управления для контроля этих переходных процессов тока и напряжения?? (Я пытаюсь изменить выходной LC-фильтр на что-то вроде LCL и работаю над стабильностью и дизайном управления, но вижу только VOID)

Я не совсем понимаю, в чем ваша проблема. Стандартная схема управления преобразователем постоянного тока будет поддерживать постоянное выходное напряжение при изменении нагрузки, а закон Ома будет поддерживать соотношение Vвых/Iвых = R. Вы говорите о переходных процессах, но неясно, какие у вас требования, кроме закона Ома (во всяком случае, для меня).
Все DCDC-преобразователи будут иметь некоторую задержку в ответ на ступенчатый переходный процесс. Некоторые схемы управления DCDC справляются с этим лучше, чем другие (например, COT по сравнению с текущим режимом и режимом по напряжению).
Типичная характеристика переходного процесса для преобразователя постоянного тока указывает, что напряжение не должно превышать/падать на X мВ, когда нагрузка изменяется с А до В ампер со скоростью С ампер/мсек.

Ответы (2)

Можно ли разработать стратегию управления для контроля этих переходных процессов тока и напряжения?

Отрицательная обратная связь обычно является способом решения этой проблемы в преобразователях постоянного тока. Вкратце: если на выходе слишком высокое напряжение, то выключайте меньше. И наоборот, если выходное напряжение слишком низкое, переключите больше.

Отрицательная обратная связь требует большего количества вычислений, чем просто передача ее в преобразователь постоянного тока. Необходимо учитывать устойчивость контура обратной связи (и все паразитные параметры контура обратной связи по мощности и характеристики переключателя), что означает применение теории управления к конструкции преобразователя постоянного тока. Если петля нестабильна, это может привести к нестабильности выходного напряжения и выходу из строя преобразователя и/или нагрузки.

Эта переходная характеристика связана с ошибкой регулирования нагрузки, которая представляет собой отношение ошибки напряжения из-за соотношения импеданса источника и нагрузки в некотором спектре.

Избыточное усиление полосы пропускания замкнутого контура ослабит эту ошибку регулирования нагрузки в лучшем случае при постоянном токе, где это указано.

Наихудший случай зависит от соотношения ESR с эффектами звона в линии передачи и запаса усиления в течение временного интервала усиления этой ошибки низкого ESR по напряжению и ее исправления до того, как накопительные развязывающие колпачки истощатся.

Эти две причины являются компромиссом между окончательными характеристиками Ripple. Представьте, что крышка ESR 0 Ом задерживает обнаружение скачка нагрузки/разгрузки до тех пор, пока она не просядет, тогда у вас будет задержка петли. Затем представьте, что у вас есть стандартные или «высокие» ограничения ESR для постоянной времени RC, которая короче, чем время реакции контуров отрицательной обратной связи.

Между этими двумя временами лежит критическая компенсация опережения/запаздывания или типы регулирования нагрузки с измерением импульса к импульсу, которые определяют запас по усилению/фазе, погрешность регулирования нагрузки и ступенчатое снижение/выброс нагрузки с устойчивыми пульсациями.