Понижающий/понижающий преобразователь: как заменить резисторный делитель напряжения обратной связи для электронного управления выходным напряжением регулятора

Большинство используемых сегодня ИС импульсных регуляторов, которые я видел, имеют какие-то контакты напряжения обратной связи. Я думаю, что я довольно понял, как это работает:

Резисторный делитель между выходом и землей создан для возврата части выходного напряжения на усилитель обратной связи, который будет генерировать напряжение для логики генератора ШИМ.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Напряжение будет сравниваться с некоторым внутренним опорным напряжением, в данном примере 800 мВ. Если напряжение обратной связи выше опорного значения, генератор ШИМ будет выключен, в противном случае рабочий цикл будет соответствующим образом скорректирован.

Мои цели:

  • Пытаюсь собрать блок питания с возможностью электронного управления выходным напряжением.
  • Пытаюсь понять, что происходит

Мой вопрос в том, как лучше всего не использовать этот делитель статического резистора, а использовать пропорциональное напряжение? Моя идея заключалась в том, чтобы генерировать опорное напряжение (желаемое выходное напряжение регулятора) с помощью микроконтроллера и ЦАП. Если я знаю требуемую пропорцию R1 к R2 для создания определенного напряжения, я могу получить коэффициент деления, например:

В Ф Б "=" В О Н

Как я выяснил, в большинстве случаев коэффициент деления Nявляется функцией выходного напряжения. Однако у меня нет идеи построить такую ​​​​схему. Должен ли я использовать логарифмические операционные усилители для такого математического деления или есть лучшее решение, которое я даже не рассматривал? Может есть куда более простое решение?

Изменить : моя основная идея

схематический

смоделируйте эту схему

Такая операция возможна либо с двумя дорогими логарифмическими операционными усилителями, либо с очень дорогими схемами специального назначения. Поскольку он использует аналоговые напряжения без обхода АЦП/ЦАП, задержка будет достаточно низкой. Но, как я уже сказал, я не уверен, что есть лучшие способы.

Это, вероятно, выполнимо без завинчивания с контуром управления. Больше будет позже.
Vout контролируется соотношением (1+R)*Vref. Вы можете использовать ЦАП R2 для программирования напряжения.
Простым способом достижения переменного выходного напряжения может быть замена резисторов делителя напряжения цифровым потенциометром. Вот пример: cdn.sparkfun.com/datasheets/Components/General%20IC/22060b.pdf
Вам нужен АЦП для чтения В О U Т и ЦАП для генерации В Ф е е г б а с к . И какой-то алгоритм, который берет входной сигнал АЦП и помещает его в ЦАП.
@StainlessSteelRat Да, чтение с помощью АЦП было бы одной идеей, но я больше думал об аналоговых математических операциях, потому что АЦП/ЦАП будет генерировать большую задержку. В итоге напряжение будет недостаточно стабильным и точным.
@Dampmaskin Да, спасибо, что намекнули на это, однако я хотел опустить цифровые потенциометры, потому что они довольно дороги и не очень точны.
Проблема XY - укажите, чего вы пытаетесь достичь (т.е. построить блок питания с возможностью электронного управления выходным напряжением). Сначала укажите это (если правильно), затем можно будет дать совет по решению.
@Andyaka - Да, создание источника питания и электронное управление выходным напряжением действительно является моей главной целью.
Итак, измените свой вопрос, чтобы сосредоточить внимание людей на проблеме, а не изначально предлагать решения чего-то неясного. Если вы можете управлять ЦАП, то почему бы не использовать дигипот для управления обратной связью?
@Andyaka - Вы правы, пост изменен соответственно. Причина, по которой дигипоты не используются, заключается в том, что они имеют ограниченные возможности по максимальному напряжению и ограниченное разрешение (<=10 бит).
Несколько дней назад я ответил на вопрос, подобный ОП. Может помочь.
Ответ Рохата дает отличное предложение. Существуют также эталонные проекты, например, от TI: ti.com/lit/ug/tidu533/tidu533.pdf — вы можете получить микросхемы, программируемые напрямую через I2C.
(Другой подход заключается в том, чтобы вообще не использовать микросхему импульсного стабилизатора, а выполнять коммутацию ШИМ непосредственно из микроконтроллера)
@ pjc50 - В предложенном вами документе от Texas Instruments есть та информация, которую я искал. Есть несколько примеров, таких как использование дигипотов, параллельных мосфетов (параллельных резисторов), а также метод ЦАП, который был дополнительно объяснен пользователем Рохатом Киличом здесь. Однако могут быть случаи, когда этот цифровой подход не подходит даже для ЦАП высокого разрешения. Но поскольку это напряжение обратной связи больше похоже на «подсказку» по напряжению (например, ±4% для LM2575), такая точность на самом деле не требуется для такого типа регуляторов.

Ответы (3)

К сожалению, я не могу подробно рассказать о том, как определить значения резисторов, потому что я не помню, но в Интернете есть 1 или 2 места, где, по крайней мере, вам рассказали уравнения.

Но что вы можете сделать (если я понимаю, о чем вы просите), так это просто привязать 3-й резистор к контакту обратной связи, а затем подключить другой конец этого резистора к ЦАП с выходным напряжением.

Третий резистор также можно не использовать, если вы используете ЦАП с токовым выходом, смысл всего этого в том, что, вводя небольшой ток в эфир или извлекая небольшой ток из узла, привязанного к контакту обратной связи, вы можете заставить регулятор напряжения работать. выведите любое напряжение, которое вы хотите (в пределах его диапазона, конечно), даже напряжения ниже опорного напряжения, которое обычно является минимальным напряжением, на которое может быть настроен регулятор.

Если это жизнеспособное решение того, что вы хотите сделать, сообщите об этом в комментариях к этому сообщению, и я постараюсь найти примеры того, когда я использовал это (я совершенно уверен, что могу узнать, как это сделать, но это такая трудоемкая задача, чтобы найти те бумаги, в которых я хочу быть уверен, что это то, что вам нужно, прежде чем я начну буйствовать со всеми своими старыми вещами, я был бы очень рад сделать это, если это ответ на то, что вы хочу сделать), и если это так, я обновлю этот ответ, чтобы включить решение о том, как получить соответствующие значения резисторов.

Честно говоря, мне немного стыдно, что я до сих пор не могу решить это, не просматривая свои старые документы по уравнениям, которые я получил от кого-то, используя закон тока Кирхгофа (KCL) и закон напряжения Кирхгофа (KVL), это не должно быть большим дело, чтобы выяснить, но я не могу использовать их, чтобы понять, как это сделать. Что я действительно должен быть в состоянии сделать к этому моменту в своих усилиях по электронике, хотя это скорее решение, которое используют настоящие инженеры-электронщики.

Документ, опубликованный пользователем pjc50, содержит различные решения среди этого решения DAC.

каков наилучший способ не использовать этот делитель статического резистора, а использовать пропорциональное напряжение?

что лучше / лучше зависит от ваших критериев.

Как правило, подайте это опорное напряжение на контакт обратной связи. он действует как точка суммирования для Vout, GND и Vref, взвешенных по их соответствующей проводимости (1/сопротивление).

не могли бы вы объяснить, как вывод обратной связи действует как точка суммирования? Есть ли какая-то внутренняя функция суммирования, которую таблицы данных не показывают?

Вместо этого это делается с помощью цифрового потенциометра или в сочетании с нижним резистором в делителе напряжения. Очень просто. Просто убедитесь, что ни при каких условиях вы не получаете напряжение выше его абсолютного максимального значения, и меняйте напряжение очень медленно, чтобы не происходило значительных скачков, и контур управления DC / DC мог справиться.

На самом деле неплохо также защитить его диодом Шоттки для его VCC. Если вы меняете сопротивление слишком быстро, выходное напряжение сохраняется в течение некоторого времени, что может привести к выходу из строя потенциометра. Не забывай... Учись на моих ошибках.