Convertidor de CC de componente de bucle de retroalimentación

Considere los esquemas a continuación, la frecuencia de conmutación es de 250 KHz, por lo tanto, la frecuencia de cruce será 250/5 = 50 KHz. Mi ADC puede muestrear a 1 MS/s, lo cual es bueno desde la perspectiva de SNR. Ahora, las dudas están a continuación.

  1. Para la tasa de muestreo de selección de ADC, se debe considerar la frecuencia de conmutación al determinar la tasa de muestreo o la frecuencia de cruce.

  2. para el búfer utilizado, ¿el ancho de banda debe ser de 2 a 5 veces la frecuencia de cruce o la frecuencia de conmutación?

  3. En caso de que quiera usar un amplificador de derivación de corriente para la detección de corriente, ¿cómo seleccionar desde el punto de vista del ancho de banda?

En general, quería entender cómo se debe considerar el parámetro Opamp para el diseño del convertidor: BW de ganancia unitaria, ancho de banda de 3db, etc., ¿usado en el bucle de control?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Respuestas (1)

Con una relación de 5 o aproximadamente 2 octavas con solo un filtro de segundo orden, obtienes -11 a -13 dB de rechazo de ondulación en Fs y solo la mitad de esto en la tasa de Nyquist de Fs/2, por lo que será ruidoso.

Si su ADC es, digamos, de 10 bits con un nivel de cuantificación de -60 dB y desea rechazar el ruido PWM, entonces se requiere un filtro Bessel o Chebychev activo de orden superior con el retardo de grupo y el rechazo o un ADC de tipo sigma delta.

Busque en este sitio mejores diseños y filtros de ADC, y aprenda a hacer una lista de criterios de prueba o especificaciones.

  • defina sus especificaciones para la entrada SNR, BW y el rango de nivel, luego la salida deseada SNR + ruido de cuantificación. A partir de ahí elige tu filtro y sobremuestrea Fs, con diezmado es la mejor forma de hacerlo con tipos Sigma Delta u otros, tal como se hace en DSO's con tasas de muestreo Gb/s y señal xxx MHz BW.

A menos que también detecte la corriente de entrada/salida para la corrección de errores de bucle PWM directo con Vout, es probable que experimente corrientes de arranque horribles y sobreimpulso de carga escalonada o compromisos de adelanto/retraso más sofisticados con ondulación para mejorar la estabilidad.

Debe usar filtros de retraso mínimo (retrasos de grupo) y latencia para obtener la mejor estabilidad de primer orden. Los efectos OA de segundo y tercer orden o los efectos promedio ADC de cuarto orden reducen la estabilidad.

Gracias por la respuesta. Solo considere el esquema como un convertidor de dinero genérico. La proporción de 5 es solo un número para representar una condición. No tengo ningún número específico con respecto a los parámetros de rendimiento. Mi duda es básicamente con respecto a la selección de OpAmp, como se indica en las 3 preguntas ... solo quiero entender cuáles serían los criterios de selección, si cambia la frecuencia o pasa sobre la frecuencia ... específicamente si pudiera responder a las 3 preguntas ... sería muy útil para mí avanzar en una mayor comprensión.
Las especificaciones del amplificador operacional de importancia son el GBW y la velocidad de respuesta limitada por Iout/Cload= dV/dt y sus especificaciones para la respuesta de carga escalonada en corriente o sensores. La respuesta de señal pequeña es f-3dB= 0.35/Tr mientras que la respuesta de señal grande es actual /pF y quizás dependencias de riel a riel. Para un convertidor Buck, la compensación de fase es crítica con un filtro de segundo orden para la estabilidad y puede ser intrínsecamente inestable para las cargas escalonadas si usa esto para retroalimentación con cambio de fase o retrasos de cuantificación. Debe definir sus especificaciones de diseño. Mejor.
Pongámoslo así, si considera que el controlador anterior es digital con la compensación, etc., se implementa digitalmente en, digamos, FPGA ... y necesitaría un OpAmp en la retroalimentación como se muestra ... Entonces, mi pregunta sería: El GBW de OpAmp ser 'x' veces la frecuencia de cruce o la frecuencia de conmutación?
Si está utilizando OPAMP de ganancia unitaria de 1MHz GBW, obtendrá un cambio de fase adicional de -6dB/octava y 45 grados a partir de 1MHz. Entiendo.? Pero ADC usa OPAMP similar o mejor, la impedancia de su fuente solo necesita suprimir pequeñas corrientes de muestreo de entrada dinámicas que C2 puede hacer
Entiendo tu punto. Desde la perspectiva del dominio del tiempo, considerando el caso en el que (frecuencia de conmutación) Fs = 250 KHz y dejar (frecuencia de cruce) Fc = 50 KHz, según entiendo, el OpAmp BW sea 5-10 veces 'Fc' (no Fs) podría tomarse como regla general para seleccionar el OpAmp. ¿Es correcto mi entendimiento? Ignora cualquier otra especificación de diseño por el momento
Si creó un filtro activo de ganancia unitaria para mayor precisión, es posible que necesite 20x GBW
Convertidor de CC de componente de bucle de retroalimentación
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v