Contribución del filtro de salida LC del convertidor reductor al margen de fase

Estoy tratando de desarrollar una mejor comprensión de cómo mi red de distribución de energía puede afectar la estabilidad y el rendimiento de los convertidores reductores, lo que me ha llevado a documentos como este .

El punto principal del documento es bastante obvio, y creo que lo entiendo: si la respuesta de fase total del lazo de control es -180 grados cuando la ganancia es >= 0dB, el regulador probablemente se volverá inestable. Esto es importante para mi proceso de diseño porque el filtro de salida LC contribuye a la respuesta de fase del lazo de control y mi red de desacoplamiento de potencia contribuye al filtro de salida LC.

Mi pregunta: después de ejecutar algunas simulaciones, parece que cualquier filtro de salida LC razonable para mi aplicación tendrá una respuesta de fase de -180 a una frecuencia bastante baja. ¿Mi filtro de salida LC tiene una respuesta de fase de -180 un factor decisivo automático para un regulador reductor, o esperaría que un regulador reductor "moderno" tenga suficiente compensación interna en su amplificador de error para manejar este problema?

Este es mi modelo de súper baja resolución de mi filtro de salida LC. Incluí aproximadamente 2nH / inductancia parásita cuadrada para mi plano de potencia, así como algunos números de ESL más o menos falsificados para las tapas de desacoplamiento y una resistencia de 50 ohmios para mi microcontrolador de baja potencia.ingrese la descripción de la imagen aquí

Y aquí hay un barrido de frecuencia que va desde 1kHz hasta alrededor de 250MHzingrese la descripción de la imagen aquí

¿Ha encontrado la función de transferencia del convertidor de CC a CC? tiene retroalimentación y hay formas de calcularla. Debería encontrar esto primero, luego sustituir esta carga compleja en lugar de una carga inestable regular en su modelo.
Cuando el límite de salida tiene ESR, la respuesta de fase pasa a 90 en lugar de 180. Esto facilita el control de la estabilidad.
@VoltageSpike No lo tengo. Actualmente estoy tratando de encontrar un buen convertidor de Digikey y no tengo tiempo para comprar muchos convertidores y caracterizarlos a todos. Honestamente, no estoy seguro de cómo haría para encontrar la función de transferencia. ¿Adjuntaría un filtro con una respuesta de fase conocida y luego vería cómo se comporta el convertidor reductor como parte de ese ciclo?
@Autistic ¡Gracias por el consejo! ¿Es una práctica de diseño común colocar una resistencia de bajo valor (como 50 mOhm) en línea con el capacitor en caso de que la ESR sea demasiado baja?

Respuestas (1)

Prácticamente todos los reguladores reductores que he visto deben tener algún tipo de compensación por el cambio de fase de 180 grados en el que incurre el inductor y el capacitor.

No es espectacular si compensa su circuito de retroalimentación para agregar (típicamente) 10 a 30 grados de fase hasta el punto de ganancia unitaria en el amplificador de error.

Gracias Andy. Cuando dice "compensar su circuito de retroalimentación", ¿está hablando del circuito del amplificador de error, del filtro de salida o de todo el sistema? No tengo control sobre cuál es la compensación de amplificador de error interno.
Normalmente se utiliza un divisor de potencial resistivo en el circuito de realimentación. Puede ser suficiente colocar un capacitor en la resistencia superior en este circuito de retroalimentación. Aparte de eso, sin un diagrama, estoy a oscuras acerca de su circuito.
Creo que eso responde a todas mis preguntas. Desearía poder darle un diagrama, pero todavía estoy tratando de especificar un regulador y quiero asegurarme de que el regulador que especifique pueda manejar la carga que estoy tratando de ponerle.
Contribución del filtro de salida LC del convertidor reductor al margen de fase
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