Проблема опорного напряжения обратной связи с понижающим преобразователем

У меня есть пара вопросов по конвертеру доллара. Я пытался спроектировать понижающий преобразователь для схемы MPPT, которая находится в конфигурации переключения на стороне низкого напряжения, как показано на диаграмме ниже.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Источником напряжения, показанным на принципиальной схеме, является напряжение фотоэлектрической панели. Показанный блок представляет собой Arduino Nano, заземление которого подключено к заземлению панели. MOSFET управляется драйвером MOSFET нижнего плеча оптопары TLP250H с ШИМ-сигналами, генерируемыми Arduino. Мне нужно получить обратную связь по напряжению на нагрузке. Но проблема в том, что я запутался, где взять эталон и как измерить напряжение на нагрузке, чтобы подать сигнал обратной связи на ардуино. Я попытался измерить дифференциальный потенциал между нагрузкой и землей питания, используя два делителя потенциала между фотоэлектрической панелью и землей и землей нагрузки. Но при измерении разности потенциалов между нагрузкой и землей очевидным результатом была форма сигнала переключения, поскольку я пытаюсь измерить напрямую от стока МОП-транзистора к клеммам истока.

Другой вопрос. Форма волны напряжения на конденсаторе представляет собой чистый постоянный ток вместе с пиками с пиковым напряжением почти 6 В. Как уменьшить пики выходного сигнала и какой тип конденсатора обычно следует использовать для переключающего преобразователя такого типа.

Большое спасибо за Вашу помощь.!

Ответы (1)

Вы, вероятно, уже знаете, что в стандартной схеме переключения верхнего плеча у вас не было бы этой проблемы. Это потому, что ссылка на землю ввода и вывода имеет один и тот же узел .

В вашей схеме переключатель нижней стороны разрывает это соединение, поэтому теперь земля на выходе должна оставаться изолированной от земли на входе. Это также означает, что вы больше не можете использовать одну и ту же привязку к земле.

Решение может состоять в том, чтобы переместить L1 вниз, чтобы он все еще находился между D1 и C1, но используя их противоположные узлы (анод D1, отрицательную пластину C1), тогда шина положительного входного напряжения будет общей опорной. Однако это все равно не решит проблему регулирования напряжения. С некоторыми схемами операционных усилителей вы могли бы обойти это, поставив это будет непросто.

Также внутреннее опорное напряжение Arduino относится к входной земле. Это означает, что вы не можете использовать его в качестве эталона для выходного напряжения напрямую.

Самое простое решение, которое я вижу, это перенести эталонный компаратор на выходную цепь параллельно C1, подобно тому, как изолированные источники питания измеряют выходное напряжение. Затем используйте оптопару, чтобы вернуть сигнал на Arduino.

Вы выбрали топологию, которую почти никто не использует, и теперь вы знаете, почему это так. Переключение верхней стороны с использованием PMOS или даже с использованием NMOS и некоторого драйвера затвора (поскольку вам нужно напряжение затвора выше, чем Vin, чтобы правильно управлять NMOS) намного проще.

Спасибо, что помогли мне понять, почему эта топология обычно не используется. Выходное напряжение на нагрузке имеет всплески с размахом около 6 В. Не могли бы вы помочь мне понять проблему? Это пики, возникающие из-за звона индуктора, или какие-то другие аспекты?
Я предполагаю, что в правильно работающем понижающем преобразователе пики нагрузки могут означать, что C1 имеет слишком высокое ESR. Также обычно вы не будете использовать конденсатор 2200 мкФ, значение слишком велико, что приводит к плохой работе на частоте переключения. Но поскольку у вашего преобразователя нет рабочей обратной связи, все ставки сняты, могут происходить другие вещи. Вы должны либо придерживаться более традиционной конструкции (см. последний абзац моего ответа), либо более подробно изучить переключающие преобразователи, чтобы лучше понять. Таким образом, ваш дизайн «неуклюжий», поэтому у вас будут проблемы.
Проблема опорного напряжения обратной связи с понижающим преобразователем
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v