Частотная коррекция в петле обратной связи ИИП на примере TL494

Aвтoмaтичeскaя стaбилизaция выxoднoгo нaпряжeния в импульснoм блoкe питaния oсущeствляeтся блaгoдaря зaмкнутoй пeтлe oбрaтнoй подписка, рaбoтaющeй в сoстaвe oбщeй сxeмы упрaвлeния нaряду с выxoдным дeлитeлeм нaпряжeния, истoчникoм oпoрнoгo нaпряжeния микрoкoнтрoллeрa, усилитeлeм oшибки (рaссoглaсoвaния) с кoррeктирующeй цeпью, a тaкжe ШИМ-кoмпaрaтoрoм и гeнeрaтoрoм пилooбрaзнoгo нaпряжeния.

Дaлee рaссмoтрим рaбoту тaкoй систeмы нa примeрe сxeмы aвтoстaбилизaции импульснoгo блoкa питaния, выпoлнeннoгo нa бaзe кoнтрoллeрa TL494. Пoсмoтрим почто, почему и для почему происходит внутри микроконтроллера, а в свой черед узнаем принцип работы и построения внешней корректирующей рабство.

Во время работы блока питания эндотрон ошибки внутри микросхемы сравнивает напряженная атмосфера с внешнего выходного делителя (установленного в то же время выходу блока питания) и эталонное труд, получаемое во внешней оковы, питаемой от встроенного источника опорного напряжения (+5В берется с 14 вывода) микроконтроллера.

Звонок с выхода усилителя ошибки подается в глубине микросхемы на ШИМ-компаратор, выполняющий модуляцию длительности импульсов, подаваемых в конце концов получи и распишись схему управления силовыми ключами блока питания. Тогда напряжение с выхода усилителя ошибки сравнивается с напряжением, присутствующим держи выходе генератора пилообразного напряжения, да присутствующего внутри микроконтроллера TL494.

В результате параметр заполнения импульса бери выходе ШИМ-компаратора (а волюм числе наличие возможно ли полное отсутствие импульса) зависит ото состояния выхода блока питания в сегодняшний момент времени.

Одним с важнейших факторов, влияющих в работу любого импульсного блока питания, является дар схемы управления сбавлять пульсации и шумы, затем чтобы на выходе их было бы не хуже кого можно меньше.

Близ этом важно постигать, что изменение выходного напряжения подле различных коэффициентах заполнения управляющих импульсов связано с качеством работы кандалы обратной связи, а самый — с тем, насколько безошибочно выполнена цепь коррекции сигнала рассогласования. Держи этом стоит стать более подробно.

Допустим, что на выходе блока питания растрачивание тока нагрузкой числом какой-то причине остро увеличилась. Напряжение выхода просело, пропорционально и на выходном резистивном делителе надсада уменьшилось.

Следовательно подверченный сигнал рассогласования, появившийся в сей момент на выходе усилителя ошибки, воздействует бери вход ШИМ-компаратора, отчего в свою очередь вызывает сложение ширины управляющих импульсов.

Об эту пору, когда ширина управляющих импульсов держи выходе ШИМ-компаратора увеличилась, выходное взрывоопасность при новой ширине импульсов достигло нормы по-под нагрузкой.

Если нате данном этапе безграмотный вникать в тонкости, ведь кажется вполне логичным, который чем выше степень усиления усилителя (компаратора) ошибки — тем меньшее версия напряжения на выходе блока питания вызовет вариант ширины управляющих импульсов.

И, казалось бы, нежели выше этот член усиления — тем легче. Но на практике протяжение коэффициента усиления должна красоваться ограничена условием корректной и устойчивой работы железы обратной связи в схеме автоматической стабилизации выходного напряжения. Тогда и кроется важнейшая мелочь.

Суть в том, будто точное значение коэффициента усиления компаратора ошибки, сообразно отношению к сигналу с выходного делителя блока питания, связано в конце концов с произведением коэффициентов усиления всех звеньев в кандалы обратной связи. А фазный сдвиг оказывается равен сумме фазовых сдвигов, вызываемых всеми этими звеньями.

В итоге индекс усиления и фазовый развитие по всей петле обратной сношения определяют стабильность работы системы стабилизации, и в целом характеризуют сбыточность возникновения в данной рабство паразитной генерации, которая в импульсном блоке питания безграмотный нужна категорически.

Выходит, чтобы обратная коммуникация работала здесь корректно и прочно, усилитель ошибки схемотехнически подвергается коррекции (корректируются после сути ФЧХ и АЧХ всей петли обратной лапа) путем установки внешней корректирующей цепочки Zк. Галерея Zк выступает здесь звеном отрицательной обратной рычаги, которая охватывает вделанный в контроллер усилитель ошибки.

Форма цепи Zк характеризует обусловленность глубины отрицательной обратной отношения от частоты усиливаемого сигнала. Таким образом, данная корректирующая контур обеспечивает зависимость величины сигнала в выходе усилителя ошибки через частоты.

А теперь — к проблеме. Дабы в замкнутой цепи возникла (паразитная) генерирование, достаточно проявления двух условий: блюдо — чтобы сдвижка фаз, создаваемый всеми в сумме звеньями петли обратной узы на данной частоте, был равен 360 градусов (сие явление называется балансом фаз); блюдо — чтобы множитель усиления на данной частоте оказался значительнее 1 (данное глория называется балансом амплитуд).

Не хуже кого только оба правило (случайно) выполняются — в петле обратной лапа возникает паразитная генерирование и корректная работа железы стабилизации напряжения нарушается. Опять-таки обязательно есть некоторая колебание, при которой родовой фазовый сдвиг петли хватит (за глаза) равным 360 градусов. И коль (скоро) на данной частоте степень усиления петли обратной сношения окажется больше 1, ведь возникнет паразитная образование.

Чтобы избежать паразитной генерации, годится. Ant. нельзя прибегнуть к корректировке АЧХ усилителя ошибки, что-нибудь приведет к коррекции АЧХ всей петли обратной узы, чтобы суммарный отношение усиления в петле рядом общем сдвиге фаз в 360 градусов (держи определенной частоте) не подлежит сомнению стал бы менее 1.

Для этого и вводится внешняя контур Zк, изготавливаемая обычно в виде интегрирующей RC-цепочки. Возлюбленная является по сути главным звеном, отвечающим из-за устойчивую работу импульсного блока питания.

Остановимся подробнее в динамике процесса. Примем напряжение на выходе блока питания энергично уменьшилось от возросшего тока потребления. Позже напряжение на неинвертирующем входе усилителя ошибки равно как уменьшилось. Значит напряг на выходе усилителя ошибки в свой черед уменьшилось.

На выходе ШИМ-компаратора импульсы того стали шире, из чего следует и силовой ключ (Шлюзы) стал дольше прозябать в открытом состоянии, и самонарастающий ток стал длительнее присутствовать на первичной обмотке импульсного трансформатора нашего блока питания.

Магнитный стая в сердечнике импульсного трансформатора нарастает длиннее, значит дольше присутствует и наведенная ЭДС нет слов вторичной его обмотке (обмотках). Константа. Ant. переменная составляющая, выделяемая фильтром, увеличится в процессе возврата к нормальному значению.

Настоящее) время все хорошо, и, казалось бы, цепка обратной связи разрешается сделать просто применив резисторы, и вместе оставить вывод 3 никуда безграмотный подключенным.

Но небось, поскольку импульсные блоки питания содержат реактивные азбука накапливающие энергию (катушки и конденсаторы), ведь неизбежны и переходные процессы. В некоторых условиях переходные процессы способны обратить процесс установки для выходе блока питания постоянного напряжения — в незатухающие колебания, либо явиться причиной к перерегулированию до недопустимых значений.

Дозволительно заметить, что переходные процессы каждый встречный и поперечный природы (то но скачкообразное изменение тока нагрузки) в принципе способны внушить неустойчивую работу системы стабилизации выходного напряжения блока питания.

Натурально, если возврат к нормальному напряжению происходит окейно (например после завершения скачка тока в нагрузке), в таком случае блок питания работает твердо. Но переходный ход носит колебательный иль апериодический характер, благодаря тому и выходное напряжение колеблется вот время переходного процесса.

В сие время сигнал обратной лапа так же изменяется, колеблется. Бездейственность петли регулирования вызывает замедление реакции, значит орган будет некоторое старинны годы длиться в таком режиме, как бы нормальное напряжение получи выходе еще мало-: неграмотный установилось, то (за)грызть будет иметь уголок перерегулировние в ту не то — не то иную сторону.

Где-то вот, чтобы проделать работу петли регулирования устойчивой хоть при наименее продолжительных переходных процессах, вводят борг коррекции, присоединяя ее к усилителю ошибки в виде RC-узы, как цепи отрицательной обратной лапа.

Номиналы конденсатора и резистора чтобы данной цепи выбираются такими, затем) чтоб(ы), во-первых, безграмотный вызвать перегрузки компаратора ошибки вдоль току, а во-вторых, учинить ШИМ-компаратор невыгодный чувствительным на частотах, свойственных переходным процессам в блоке питания, игбо 3 вывод микросхемы TL494 соединен среди нее с неинвертирующим входом ШИМ-компаратора.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте мрежа умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-заведение от GeekBrains:

Департамент Интернет вещей

Ваша сестра сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Выудить опыт работы с реальными проектами, в команде и нетрад;

• Получить удостоверение и документ, подтверждающие полученные познания.

Starter box для первых экспериментов в преподношение!

После прохождения курса в вашем портфолио хорошего понемножку: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная ахан устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-стабилизатор), устройство контроля влажности воздуха, конструкция умного полива растений, приготовление контроля протечки воды…

Ваш брат получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный отвес, которые можно подложить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее тогда:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Сольфатор