¿Filtro de salida de amortiguación del convertidor reductor?

¿Alguien sabe si necesitamos amortiguar el filtro de salida de un convertidor reductor? Encontré este artículo Filtros de energía pasivos escrito por R. Künzi . En este documento, sugirió un enfoque para amortiguar el filtro de salida LC, pero no puedo entender por qué tenemos que amortiguar el filtro de salida de un convertidor CC/CC. Cuando tenemos el ciclo de retroalimentación,

  1. Controla la impedancia de salida del convertidor. la impedancia de salida de bucle abierto se divide por la ganancia de bucle y presenta una impedancia de salida de bucle cerrado. Por lo tanto, no hay interacción entre los convertidores si queremos conectar en cascada a los convertidores CC/CC.
  2. El voltaje de salida es constante, por lo que no tenemos ningún sobreimpulso Entonces, ¿realmente necesitamos amortiguar el filtro de salida del convertidor CC/CC?

Para el filtro de entrada, es necesario, ya que puede poner en peligro la estabilidad del convertidor o para el filtro de salida de 2 etapas (LCLC), es necesario ya que el pico de la segunda etapa puede empeorar el margen de ganancia.

Algunos resultados: Con respecto a este artículo Estabilización de convertidores en modo tensión con condensadores cerámicos de salida , la amortiguación del filtro de salida mejora el margen de fase. También es útil para ayudarnos a prevenir la estabilidad condicional, ya que el cambio de fase se reduce al disminuir el factor de calidad.ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí también hay una simulación con y sin amortiguamiento.

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Por amortiguamiento, ¿te refieres a una resistencia sobre el inductor?
La amortiguación se refiere principalmente a momentos transitorios, no de estado estable. Entonces, cuando entran en juego la conmutación de cargas, la variación de corrientes o voltajes de entrada, etc., la forma en que se construye el filtro de salida es importante. No desea que un sobreimpulso queme su CPU, no ( ejemplo rápido ). Es una cuestión de diseño, propósito, lo que significa que solo porque alguien escribió que los filtros de salida se pueden amortiguar, no significa que deban hacerlo todo el tiempo. Por ejemplo, los filtros LCL en los inversores necesitan amortiguación, activa o no, ya que son de tercer orden.
si, o condensador con resistencia en paralelo con Cout
Si coloca un filtro en la salida de su convertidor reductor, y el filtro está sub-amortiguado, entonces obtendrá/puede obtener lo que se conoce como "timbre", esto es cuando obtiene grandes picos transitorios no deseados bajo una carga variable, y es una situación muy indeseable. Una fuente de alimentación de modo de conmutación diseñada correctamente a menudo tendrá un filtro en la salida que reduce la ondulación de la conmutación, pero si este filtro no está diseñado correctamente (debe ser sobre-amortiguado) suena.
@Vinzent solo si la compensación del convertidor no tiene en cuenta las características del filtro correctamente. Casi cualquier circuito hecho mal tendrá problemas, eso solo significa que debe hacer sus circuitos correctamente.
@TimWescott "solo si la compensación del convertidor no tiene en cuenta las características del filtro correctamente" ¿Qué quiere decir con eso? Si construye una fuente de alimentación de modo de conmutación y coloca un filtro pasivo en la salida para reducir el ruido de conmutación (que es muy común), a menos que su filtro esté sobre-amortiguado (o críticamente amortiguado), entonces le garantizo que puedo hacer que produzca grandes transitorios. (en teoría) con una carga variable arbitraria.
@Vinzent "correctamente" significa "correctamente". Si tiene más de una sección LC en su filtro, entonces probablemente necesitará una compensación que aproveche el voltaje de cada capacitor, lo filtre y lo aplique a la retroalimentación.
Muestre un circuito de ejemplo de lo que quiere decir para eliminar toda esta ambigüedad. Si realmente quiere decir un filtro LC adicional después del circuito reductor, entonces sí, debe tener mucho cuidado con su diseño, pero no voy a adivinar sin un ejemplo esquemático.
¿Dónde está la amortiguación del filtro LC? Todo lo que publicó es un análisis genérico de frecuencia de segundo orden de amortiguaciones variables y la respuesta de un convertidor reductor cuya carga se cambia entre una más alta y una más baja, lo que seguramente obtendrá una respuesta más amortiguada. Eso no amortigua el filtro LC, esa es la respuesta inherente de un SMPS al cambiar la carga.

Respuestas (2)

La sección LC de salida de un convertidor reductor a menudo está amortiguada, pero generalmente no con una resistencia discreta. En su lugar, se utilizan dos condensadores, uno (generalmente de cerámica) con una resistencia en serie equivalente (ESR) baja y otro en paralelo con una ESR más alta (generalmente una tapa electrolítica de aluminio).

Si uno ignora las otras impedancias parásitas excepto la ESR del límite de ESR alto, la sección de salida de dicho convertidor reductor se ve así:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La amortiguación de esta manera se analiza en este artículo del EE Times y en otros lugares.

No, no se debe amortiguar el filtro LC de un convertidor reductor.

Un convertidor reductor es un dispositivo activo, y el documento al que se refiere es sobre filtros de potencia pasivos y, de hecho, cuando se construyen filtros LC para componentes sensibles o ruidosos como osciladores de reloj, el filtro se amortigua colocando una resistencia en paralelo con el inductor.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Depende de dónde se tome el nodo de retroalimentación y, por lo tanto, generalmente esto es cierto. Dado que un reductor se compone de un inductor reductor y un límite de salida, aquí es donde normalmente se toma la retroalimentación y, asumiendo que el ancho de banda del reductor excede la frecuencia natural de este LC, todo está bien. Cualquier LC posterior al punto de regulación requerirá algún tipo de amortiguación
¿Filtro de salida de amortiguación del convertidor reductor?
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