Вибір елементів корекції петлі зворотного зв’язку (C4, C10, R14).

Коригуючими елементами є тільки C ₁₀ і R ₁₄, а конденсатор С ₄ служить для підвищення стійкості ШІМ-контролера до завад.

Номінал конденсатора С ₄ невеликий – всього сотні пікофарад, зазвичай від 100pF до 470pF – це виключає його вплив на частотну характеристику петлі зворотного зв'язку. Зупинимося на С ₄ = 330pF, в більшості випадків це працює дуже добре.

На жаль, розрахунок петлі зворотного зв'язку надзвичайно складний, і навіть існуючі методики далеко не завжди дають адекватний результат. Занадто багато параметрів впливають на АЧХ схеми. Але для флайбека, працюючого в струмовому режимі, всього два коригувальних елемента, і простіше їх підібрати аналізуючи реакцію блоку на збурюючий вплив – наприклад, на різку зміну навантаження. Як показує практика, такий підхід цілком себе виправдовує – зрештою відпрацювання збурюючих впливів – прямий обов'язок петлі зворотного зв'язку.

Подальша перевірка на спеціальному обладнанні для безпосереднього вимірювання АЧХ / ФЧХ показує, що цей метод дає результат, дуже близький до оптимального.

Будемо різко (зі швидкістю порядку (1-5) A / ms) змінювати струм навантаження від номінального до половини номінального. Наше завдання – домогтися аперіодичного процесу відновлення вихідної напруги після збурюючої дії.

Будемо домагатися мінімального часу перехідного процесу, тобто максимальної швидкодії петлі зворотного зв'язку.

На рис. 18 (а-г) показані осцилограми перехідного процесу при різній комбінації R ₁₄ і С ₁₀. Звернемо увагу, що основний викид ніяк не пов'язаний з їх номіналом, і визначається виключно параметрами додаткового фільтра L ₁ C ₉.

Рис. 18,а. R ₁₄ = 47К, С ₁₀ = 10 nF Рис. 18,б. R ₁₄ = 47К, С ₁₀ = 1 nF

Рис. 18,в. R ₁₄ = 47К, С ₁₀ = 470 рF Рис. 18,г. R ₁₄ = 100К, С ₁₀ = 1 nF

Рис. 18,а. Перехідний процес має дуже велику тривалість, хоч і володіє аперіодічностью. Тому будемо зменшувати ємність конденсатора С ₁₀.

Рис. 18,б. Тривалість перехідного процесу значно знизилася, і процес відновлення все ще носить аперіодичний характер. Спробуємо ще зменшити ємність конденсатора С ₁₀.

Рис. 18,в. Перехідний процес став набувати коливальний характер. Причому ніякі зміни опору резистора R ₁₄ вже не здатні надати йому аперіодичний характер. Тому вважаємо, що попередній номінал конденсатора С ₁₀ є мінімально допустимим. Тепер спробуємо збільшити номінал резистора R ₁₄ що б домогтися більшого коефіцієнта підсилення на високій частоті.

Рис. 18,г. Тут перехідний процес все ще носить аперіодичний характер, але з'явився ділянку з відносно високочастотними коливаннями. Це говорить про те, що, хоча система все ще стійка, запас став занадто малий, і такого режиму краще уникати.

У підсумку зупиняємося на комбінації С ₁₀ = 10nF, R ₁₄ = 47K як на випадку мінімальної тривалості перехідного процесу при гарантованій стійкості системи.

Цей аналіз процесу стабілізації петлі зворотного зв'язку дуже спрощений. У нашому випадку справу полегшувала велика ємність конденсаторів вихідного фільтра, і діапазон прийнятних величин елементів корекції досить широкий. Але в ряді випадків, особливо в DC-DC конверторах з їх високими частотами перетворення і малими ємностями вихідного фільтра, процес побудови оптимальної петлі зворотного зв'язку може зажадати кілька ітерацій.

Дата добавления: 2015-07-10