¿Cuál es la relación entre el voltaje de control y la pwm resultante en un sistema de control en modo voltaje para convertidores CC-CC?

Actualmente estoy aprendiendo sobre retroalimentación negativa y control de modo de voltaje para varios convertidores DC-DC. Estoy muy confundido acerca de cómo el voltaje de control cambia la señal pwm, junto con cómo se eligen el voltaje de referencia y la ganancia del sensor. El generador pwm funciona comparando el voltaje de control de entrada con un voltaje de rampa. Si el voltaje de control es mayor que el voltaje de rampa, la salida es alta y si es menor que el voltaje de rampa, la salida es baja. Esto da como resultado una serie de pulsos cuadrados como se muestra a continuación:ingrese la descripción de la imagen aquí

Digamos que tenemos el siguiente convertidor reductor con un voltaje de salida de 15V:ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Por qué se selecciona un voltaje de referencia de 5V? ¿Puede ser cualquier cosa? La ganancia del sensor para este problema se selecciona para que sea 1/3. ¿Es 1/3 porque queremos que el voltaje de salida nominal sea igual al voltaje de referencia? Estoy bastante perdido de la parte posterior al comparador de errores. Digamos que el voltaje que se retroalimenta es exactamente 5V, entonces Ve = 5-5 = 0V. Si Ve es 0, ¿cómo puede el generador pwm generar cualquier señal de pulso para impulsar el transistor ya que el voltaje de control será 0 saliendo del compensador?

Además, ¿cómo se elige el valor de la tensión de rampa? Me imagino que dependería de la ganancia del compensador, ya que si la ganancia es demasiado grande, entonces el voltaje de control siempre será más alto que el voltaje de rampa.

Respuestas (1)

"Si Ve es 0, ¿cómo puede el generador pwm generar cualquier señal de pulso para impulsar el transistor ya que el voltaje de control será 0 saliendo del compensador?"

En un sistema de retroalimentación negativa proporcional, la salida controlada nunca seguirá el objetivo exactamente. Habrá algún error, pero si la ganancia general del bucle es alta, ese error será pequeño.

Cuando se agrega retroalimentación "integral" a un sistema, el error se integra (y posiblemente se agrega a un error proporcional y/o a un error diferencial), de modo que incluso un pequeño error eventualmente hará que el sistema responda para corregir ese error. El error tenderá entonces a hacerse cada vez más pequeño con el tiempo.

Sin conocer el meollo del asunto del compensador, puedo señalar, no obstante, que se caracteriza por G(s). Esos símbolos particulares (G y s) son típicos de lo que se llama una función de transferencia (la relación entre la transformada de Laplace de la salida de un componente y la transformada de Laplace de la entrada). El mero uso de una función de transferencia en este punto sugiere que puede haber alguna retroalimentación "integral" aquí. (O no. No está especificado, así que no estoy seguro).

Entonces, cuando diseñamos el lazo de control, ¿suponemos que el error nunca es cero, razón por la cual siempre habrá alguna relación de trabajo proveniente del generador pwm? Supongo que estoy confundido acerca de cómo se mantiene esa relación de trabajo específica (en este caso, aproximadamente 0.536) cuando el error es realmente bajo si se usa la comparación de voltaje de rampa para generar la señal pwm.
Sí, siempre habrá alguna relación de trabajo proveniente del generador pwm, aunque solo sea porque ningún sistema realiza un seguimiento perfecto. Supongamos por un momento que esa respuesta rápida no fuera necesaria. Si el error está integrado por el compensador, una pequeña señal de error positiva hará que aumente la salida del compensador. Eso hará que crezca el ciclo de trabajo, lo que hará que crezca el voltaje de salida. Luego, la señal de error se convierte en 0. Pero cuando la señal de error es 0, la salida del compensador (si es un integrador puro) permanecerá en el valor que tenía antes de que el error se convirtiera en 0.
Oh eso tiene sentido. Entonces, ¿se debe seleccionar el pico de voltaje de rampa en función del voltaje de control que sale del compensador que tiene una entrada de error cero?
una buena pregunta No sé la respuesta, pero creo que realmente no importa, porque es Vc el que controla la modulación, no Ve, y podría haber amplificación entre Ve y Vc. Sin embargo, creo que ciertamente es conveniente, porque desea una fuente estable para generar la función de rampa y ya tiene una fuente estable en el voltaje de referencia, entonces, ¿por qué no darle un doble propósito al voltaje de referencia? Pero, de nuevo, creo que podría tener una fuente separada/voltaje diferente.
¡Lo tengo. Gracias!
¿Cuál es la relación entre el voltaje de control y la pwm resultante en un sistema de control en modo voltaje para convertidores CC-CC?
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