Как отрегулировать ШИМ для управления повышающим преобразователем

Я создаю простой повышающий преобразователь по классической принципиальной схеме только для обучения.

Переключатель представляет собой силовой транзистор, управляемый ШИМ-выходом Arduino (с дополнительными необходимыми компонентами). Я хочу реализовать механизм обратной связи для управления или регулирования выходного напряжения. Я новичок, но я знаю, как использовать делитель напряжения для считывания выходного напряжения как аналогового входа в Arduino. В чем я не очень уверен, так это в том, что увеличивать или уменьшать на основе ввода. Например, если мне нужно увеличить выходное напряжение, чтобы поддерживать желаемый уровень выходного напряжения, должен ли я

  1. Просто увеличить рабочий цикл и сохранить постоянную частоту?
  2. Увеличить рабочий цикл и уменьшить частоту?

Я хочу увеличить время включения коммутатора, но как это сделать правильно?

Если ответом является только переключение рабочего цикла, как частота влияет на выходные параметры? Позволяет ли он также контролировать выходное напряжение (но не так)? Или он определяет, какой ток я разрешаю потреблять выходной нагрузке? Или что-то другое? Пожалуйста помоги.введите описание изображения здесь

В качестве меры первого порядка, тогда да, увеличьте рабочий цикл, чтобы увеличить выходное напряжение. Точное уравнение зависит от того, работаете ли вы в режиме DCM или CCM.
Повышающие преобразователи нормально работают по ЧИМ
Вы можете найти интересные данные на учебном семинаре, проведенном в Сан-Антонио, штат Техас, в этом году: cbasso.pagesperso-orange.fr/Downloads/PPTs/… Существует множество книг на тему коммутационных преобразователей, если вы хотите глубже изучить предмет.

Ответы (2)

Подумайте о том, что происходит. Цикл переключения состоит из двух частей. Первая часть - это когда переключатель замкнут, и входное напряжение питания подается на индуктор. Это вызывает положительное линейное изменение тока:

д я д т "=" В л

Чем дольше переключатель замкнут, тем выше становится ток. Больше тока означает больше энергии (Вт), хранящейся в магнитном поле:

Вт "=" 1 2 ⋅ л я 2

Когда ключ размыкается, эта энергия передается в нагрузку через диод. Если это делать 100 000 раз в секунду, то мощность нагрузки составит 100 000 x Вт.

Таким образом, вы можете использовать увеличение рабочего цикла, чтобы подавать больше мощности на нагрузку, и вы можете изменить рабочий цикл, чтобы регулировать напряжение на нагрузке. Если вы сохранили постоянный рабочий цикл и увеличили частоту, «время зарядки» уменьшается по мере увеличения частоты, а энергия, передаваемая за цикл, уменьшается как квадрат частоты, но, поскольку частота увеличивается, в секунду доставляется больше пакетов с уменьшенной энергией, следовательно, увеличение частоты при сохранении постоянного режима работы пропорционально уменьшит мощность нагрузки.

Спасибо @Andy Это отвечает на оба моих вопроса. И теперь я понимаю, как должен регулироваться ШИМ.

Краткий ответ: меняйте рабочий цикл, сохраняйте постоянную частоту. Предпочтительно использовать максимально возможную частоту.

Обычный подход к проектированию управления импульсным источником питания заключается в использовании усредненной модели системы в пространстве состояний (впервые представленной Куком в 1976 году, ссылка ).

Эта усредненная модель лучше всего представляет реальную систему, чем ближе период переключения к нулю. Поэтому выберите для ШИМ максимально возможную частоту (достижимая микроконтроллером без искажения сигнала) и не меняйте ее.

В таком случае действие управления по своей сути является вопросом расчета рабочего цикла. Самый прямой подход - использовать предположение об установившемся режиме (выходное напряжение уже постоянно) и рабочий цикл обатина, как в статье в Википедии . Д "=" 1 − В я В о . Или используйте усредненную модель в пространстве состояний и спроектируйте контроллер с действием PI.

Как отрегулировать ШИМ для управления повышающим преобразователем
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v