Diseño de compensador tipo 3 para convertidor Buck-Boost
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Estoy practicando un diseño de un compensador tipo 3 para un convertidor reductor-elevador de modo de voltaje, así que revisé el libro titulado "Fuentes de alimentación de modo de conmutación Simulación de especias y diseño práctico"
A continuación se muestra la topología utilizada para los cálculos de los diferentes componentes del compensador (Extraído del libro)
Las especificaciones son las siguientes:
- Vinmin=10v (voltaje mínimo de entrada).
- Vinmax=15v (voltaje máximo de entrada).
- Vout=-12 (Tensión de salida regulada).
- Fs=100kHz (Frecuencia de conmutación).
- Fc=5kHz (Frecuencia de cruce, elegida por el autor para hacer el RHPZ después de esa frecuencia).
- Iout=2A (corriente de salida máxima)
- Rload=6ohm (resistencia de carga de CC)
Seguí todos los pasos dados por el autor pero no pude encontrar los mismos valores encontrados para el componente compensador. El método utilizado para colocar los polos y ceros del compensador es el método manual y no el método del factor K. Entonces el autor propuso lo siguiente:
Del diagrama de Bode, podemos ver que la ganancia requerida a 5 kHz es de alrededor de -10 dB en el peor de los casos.
Para cancelar el pico del filtro LC, coloque un doble cero cerca de la frecuencia de resonancia, 600 Hz
Dado que el cero se produce después de la frecuencia de cruce, podemos colocar un primer polo a 7 kHz
Coloque un segundo polo a la mitad de la frecuencia de conmutación, para forzar a la ganancia a disminuir aún más, 50 kHz.
Utilizando el método de colocación manual descrito en el Cap. 3, evalúe todos los elementos compensadores.
R2 = 18,6 kohmios R3 = 456 ohmios C1 = 15 nF C2 = 1,3 nF C3=7 nF
Cuando aplico la ecuación encerrada en rojo en la figura, obtengo un valor diferente para R2 . Encontré R2 = 1.8kohm pero el autor encuentra R2 = 18k ohm y dado que los valores de C1 y C2 dependen de R2 , mi compensador no es bueno y no obtengo márgenes de fase suficientes.
Por favor, ¿alguien puede asegurarme el valor de R2 y si la ecuación encerrada en rojo es correcta?
Respuestas (1)
Kint Verbal
Este es un extracto del libro que escribí sobre fuentes de alimentación conmutadas. El ejercicio consiste en estabilizar un convertidor reductor-elevador cuyo diagrama esquemático se muestra a continuación:
En el lado izquierdo del dibujo, puede ver una lista de variables. Estas variables corresponden a información extraída de la respuesta en lazo abierto de la etapa de potencia. Sin embargo, considerando el voltaje negativo entregado por el convertidor reductor-elevador, observaremos la respuesta después del bloque inversor . Luego, extraeremos la atenuación en la frecuencia de cruce de 5 kHz seleccionada. La fase es importante y nos permitirá calcular el impulso de fase necesario para calibrar el compensador tipo 3 y colocar polos y ceros. Sin embargo, en este ejercicio, la posición de estos elementos se ha hecho anteriormente en el texto. La respuesta de la etapa de potencia es aquí:
La macro del lado izquierdo ahora calculará los valores de los componentes alrededor del amplificador operacional para proporcionar una ganancia de 9,6 dB a 5 kHz y un impulso de fase suficiente en esta frecuencia. La cantidad de impulso de fase conducirá al margen de fase objetivo, ignorando la contribución del amplificador operacional aquí. Debido a este enfoque, es fácil y rápido cambiar las posiciones de los polos y ceros y ver inmediatamente el efecto sobre la respuesta transitoria o la ganancia de bucle abierto. Los valores calculados están aquí:
La resistencia incriminada es 16.8k y no 18.6k como erróneamente impreso. Una vez que se aplican estos valores, la ganancia de bucle compensada está aquí:
Es importante tener en cuenta que el amplificador operacional juega un papel y puede afectar la ganancia esperada y el impulso de fase, lo que lleva a un margen de fase más pequeño de lo esperado. He cubierto este aspecto en una serie de artículos publicados en How2Power.com hace algún tiempo.
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