Abychom porozuměli stabilitě spínacího regulátoru, často potřebujeme měřit jeho přechodovou odezvu zátěže. Naučit se měřit přechodovou odezvu je proto pro inženýry v oboru elektroniky zásadní.

V tomto díle bychom vysvětlili definici přechodové odezvy zátěže, hlavní klíčové body měření, způsob měření přechodové odezvy pomocí FRA a skutečný příklad měření a úpravy přechodové odezvy zátěže spínacího regulátoru. Pokud nemáte jasno v tom, jak měřit přechodovou odezvu, můžete se s touto metodou seznámit prostřednictvím tohoto sdílení. Pokračujme ve čtení!

Sdílení je péče!

Obsah

● Co je to přechodná odezva na zatížení?

● 5 klíčových bodů při vyhodnocování přechodné odezvy

● Jak vyhodnotit přechodnou odezvu?

● Příklad úpravy přechodové odezvy

● FAQ

● Proč investovat do čističky vzduchu?

Co je to přechodná odezva na zatížení?

Přechodová odezva zátěže je charakteristika odezvy na náhlé kolísání zátěže, tj. doba, po kterou se výstupní napětí vrátí na přednastavenou hodnotu poté, co pokleslo nebo stouplo, a tvar vlny výstupního napětí. Je to podstatný parametr, protože souvisí se stabilitou výstupního napětí vzhledem k zatěžovacímu proudu.

Na rozdíl od zátěžové regulace se jedná, jak již název napovídá, o přechodovou charakteristiku. Skutečné jevy jsou vysvětleny pomocí následujících grafů.

Na grafu je třeba si všimnout několika bodů:

● Ve křivkách v grafu vlevo stoupá zátěžový proud (spodní křivka) od nuly rychle, s dobou náběhu (tr) 1 µs.

● Na druhé straně výstupní napětí (horní tvar vlny) na okamžik poklesne a poté rychle vzroste, mírně překročí napětí v ustáleném stavu, poté opět klesne do stabilního stavu.

● Při náhlém poklesu zatěžovacího proudu vidíme, že dochází k opačné reakci.

Abychom vysvětlili věci poněkud méně formálním způsobem:

● Když se zátěž zvýší, najednou je potřeba větší proud a výstupní proud není dodáván dostatečně rychle, takže napětí klesá.

● Při této operaci je maximální výstupní proud dodáván po několik cyklů, aby se vrátilo pokleslé napětí na jeho přednastavenou hodnotu, ale dodává se příliš mnoho a napětí o něco stoupne, takže přiváděný proud se sníží tak, aby bylo dosaženo přednastavené hodnoty.

To by mělo být chápáno jako popis normální přechodná odezva. Pokud existují další faktory a abnormality, jsou kromě toho zahrnuty další jevy.

Při ideální přechodové odezvě zátěže existuje odezva na kolísání zátěžového proudu během několika spínacích cyklů (krátká doba) a pokles výstupního napětí (nárůst) je udržován na minimu a vrací se do regulace v minimálním množství. čas.

To znamená, že výskyt přechodného napětí, jako jsou špičky v grafu, nastává během extrémně krátké doby. Středový graf je pro náběh/pokles zátěžového proudu 10 µs a graf vpravo je pro 100 µs. Toto jsou příklady, kdy jemnější kolísání zatěžovacího proudu vede ke zlepšenému sledování odezvy s malým kolísáním výstupního napětí. Ve skutečnosti je však obtížné upravit přechodové chování zatěžovacího proudu v obvodu.

Popsali jsme charakteristiky přechodové odezvy napájecího zdroje, ale lze je považovat za v podstatě stejné jako frekvenční charakteristiky operačního zesilovače (fázová rezerva a dělicí frekvence). Pokud je frekvenční charakteristika řídicí smyčky napájecího zdroje vhodná a stabilní, lze přechodné kolísání výstupního napětí udržet na minimu.

Charakteristiky přechodné odezvy

5 klíčových bodů při vyhodnocování přechodné odezvy

Důležité body, které je třeba pamatovat při vyhodnocování přechodové odezvy napájecího zdroje, jsou shrnuty níže.

● Zkontrolujte regulaci a rychlost odezvy výstupu na náhlé výkyvy zátěžového proudu, například při přechodu do probuzení z pohotovostního stavu.

● Pokud je třeba upravit charakteristiku frekvenční odezvy, použijte pro nastavení kolík ITH.

● Fázovou rezervu a dělicí frekvenci lze odvodit z pozorovaného průběhu, ale pomocí analyzátoru frekvenční odezvy (FRA) je pohodlné.

● Zjistěte, zda odezva odpovídá normálnímu provozu nebo je abnormální v důsledku saturace induktoru, funkce omezující proud atd.

● Pokud nelze získat požadovanou charakteristiku odezvy, je třeba prostudovat samostatnou metodu řízení nebo frekvenci, nastavení externí konstanty atd.

Jak vyhodnotit přechodnou odezvu?

Je vysvětlena konkrétní metoda hodnocení.

● Při provádění experimentů se k výstupu napájecího obvodu za účelem vyhodnocení připojí obvod nebo zařízení, jehož zátěžový proud lze okamžitě spínat. pro vyhodnocení lze použít užitečný osciloskop sledovat výstupní napětí a výstupní proud.

● Má-li být potvrzena odezva skutečného zařízení, je například vytvořen stav, ve kterém CPU nebo podobně přechází z pohotovostního stavu do plného provozu, a výstup je obdobně sledován.

Důležité body při provádění hodnocení byly popsány výše; fázovou rezervu a dělicí frekvenci lze vždy odvodit z pozorovaného průběhu, ale to je poměrně problematické.

V poslední době se poměrně široce používá měřicí zařízení nazývané analyzátor frekvenční odezvy (FRA), které lze použít k měření fázových rezerv a frekvenčních charakteristik extrémně jednoduchých napájecích obvodů. Použití FRA může být velmi efektivní..

Když ve skutečné praxi neexistuje žádné vhodné zatěžovací zařízení schopné okamžitého spínání velkého proudu, které by bylo možné použít v experimentech, lze použít jednoduchý obvod, jako je ten napravo, ve kterém se spíná MOSFET. Samozřejmě musí být stanoveny tr a tf.

Příklad úpravy přechodového jevu

Některé integrované obvody spínacích regulátorů mají kolík pro nastavení charakteristik odezvy; v mnoha případech se nazývá ITH. V aplikačním obvodu uvedeném v datovém listu pro IC jsou uvedeny víceméně rozumné hodnoty součástek a konfigurace pro kondenzátor a rezistor, které mají být za těchto podmínek připojeny k vývodu ITH. V podstatě se to bere jako výchozí bod a provádějí se úpravy tak, aby vyhovovaly požadavkům kladeným na obvod, který je skutečně vyroben. Pravděpodobně je nejlepší začít tím, že ponecháte kondenzátor pevný a změníte hodnotu odporu.

Níže jsou uvedeny průběhy osciloskopu a grafy analýzy frekvenční charakteristiky získané pomocí FRA, ukazující způsob změny charakteristiky přechodové odezvy zátěže BD9A300MUV použité v těchto příkladech, když je kapacita kondenzátoru na kolíku ITH pevná a hodnota odporu je upraveno.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (při použití doporučených hodnot se získá v podstatě vhodná odezva a frekvenční charakteristika)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ Po snížení hodnoty odporu R3 se pásmo zúžilo a odezva zátěže se zhoršila. Se samotným provozem nejsou žádné problémy, ale je zde příliš velká fázová rezerva.

③ R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

※ Zvýšením odporu R3 se pásmo rozšíří a zlepší se odezva zátěže, ale při kolísání napětí se objeví zvonění (zvětšený úsek tvaru vlny).

Fázová rezerva je malá a v závislosti na rozptylu se může objevit abnormální oscilace.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ Když se hodnota odporu R3 dále zvyšuje, dochází k abnormálním oscilacím.

Výše jsou uvedeny příklady nastavení charakteristiky odezvy pomocí pinu ITH. V podstatě, přechodové jevy, které se vyskytují ve výstupním napětí nelze zcela eliminovat, a proto se provádějí úpravy tak, aby odezva nepředstavovala problémy pro provoz obvodu napájeného proudem.

Často kladené otázky

1. Otázka: Jaká je výhoda spínacího regulátoru?

Odpověď: Spínací regulátory jsou účinné, protože sériové prvky jsou buď plně zapnuté, nebo vypnuté, takže téměř neztrácejí energii. Na rozdíl od lineárních regulátorů mohou spínací regulátory produkovat výstupní napětí vyšší než vstupní napětí nebo opačné polarity.

2. Otázka: Jaké jsou tři typy spínacích regulátorů?

A: Spínací regulátory jsou rozděleny do tří typů: stupňovité, snižovací a invertorové regulátory.

3. Otázka: Kde se používají spínací regulátory?

A: Spínací regulátory se používají pro ochrana před vysokým napětím, přenosné telefony, platformy pro videohry, roboty, digitální fotoaparáty a počítače. Spínací regulátory jsou složité obvody, proto nejsou mezi amatéry příliš oblíbené.

4. Otázka: Jak si mohu vybrat spínací regulátor?

A: Faktory, které je třeba vzít v úvahu při výběru spínacího regulátoru:

● Rozsah vstupního napětí. To se týká povoleného rozsahu vstupního napětí podporovaného integrovaným obvodem.

● Rozsah výstupního napětí. Spínací regulátory mají obvykle variabilní výstupy

● Výstupní proud

● Rozsah provozních teplot

● Hluk

● Účinnost

● Regulace zátěže

● Balení a rozměry.

Proč investovat do čističky vzduchu?

V tomto díle známe definici přechodové odezvy zátěže, jak ji měřit a naučíme se skutečný příklad. Tato dovednost vám může účinně pomoci odhalit problémy se stabilitou zátěže, jako je spínací regulátor, a vyhnout se bezpečnostním rizikům obvodu. Zkuste nyní změřit přechodovou odezvu! Chcete více o měření přechodové odezvy? Zanechte své komentáře níže a řekněte nám své nápady! Pokud si myslíte, že toto sdílení je pro vás užitečné, nezapomeňte tuto stránku sdílet!

Také číst

● Jak tyristorové tyristorové obvody páčidla chrání napájecí zdroje před přepětím?

● Konečný průvodce Zenerovými diodami v roce 2021

● Kompletní průvodce regulátorem LDO v roce 2021

● Věci, které byste si neměli nechat ujít o Facebooku Meta a Metaverse

Předchozí:3 hlavní typy obvodů páčidla pro ochranu proti přepětí

Další:Konečný průvodce Zenerovými diodami v roce 2021