پایدارسازی حلقه فیدبک منابع تغذیه سوئیچینگ

مهدی فرامرزپور آموزش طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ

در این جلسه به بررسی پایدارسازی حلقه فیدبک منابع تغذیه سوئیچینگ می‌پردازیم. در مداراتی که فیدبک در آن ها به کار برده شده است.باید از نظر پایداری مورد بررسی قرار گیرند.تا مدار مورد نظر دچار نوسانات ناخواسته نشود. منابع تغذیه سوئیچینگ از این قائده مستثنی نیستند.ما دو نوع فیدبک داریم.

1- فیدبک مثبت
2- فیدبک منفی

فیدبک مثبت معمولا در طراحی نوسان سازها به کار می رود.اما فیدبک منفی کاربردهای فراوانی دارد.از جمله مزیت های فیدبک منفی افزایش پهنای باند و همچنین کاهش حساسیت مدار به تغیرات بهره (نسبت به مدار بدون فیدبک) می باشد.فیدبک منفی علیرغم مزایای فراوان،معایبی نیز دارد.از جمله معایب فیدبک منفی کاهش بهره کلی مدار می باشد. در منابع تغذیه سوئیچینگ از فیدبک منفی جهت ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی در یک مقدار ثابت ، استفاده می شود.

منابع تغذیه سوئیچینگ به خاطر داشتن حلقه فیدبک ممکن است در بعضی از فرکانس ها ناپایدار شوند و این ناپایداری باعث نوسان ولتاژ خروجی (افزایش ریپل) می شود مقادیر دقیق این فرکانس ها (فرکانس هایی که باعث ناپایداری مدار می شوند) بستگی به المان های به کار رفته در منابع تغذیه سوئیچینگ دارد.برای پایدارسازی حلقه فیدبک نیاز است چند المان خارجی به تقویت کننده خطا اضافه شود.

در مسایل مربوط به کنترل حلقه فیدبک و همچنین پایدارسازی، معمولا از تابع تبدیل سیستم استفاده می‌کنند. تابع تبدیل در واقع نسبت خروجی یک کمیت به ورودی آن در حوزه لاپلاس می‌باشد و شرح چگونگی محاسبه آن از حیطه بحث ما خارج است. در این قسمت ما روابط نهایی را که برای تشکیل تبدیل لاپلاس برای منابع تغذیه سوئیچینگ نیاز می باشد، آوردیم.

مطلب پیشنهادی: طراحی ترانسفورمر فلای بک (Flyback)

در مبدل‌های FORWARD قطب‌ها، صفرها و همچنین بهره DC مدار از روابط زیر بدست می‌آیند.

در روابط 1-7 ، 2-7 و 3-7 به ترتیب $C_{0}$ و $L_{0}$ خازن و سلف فیلتر خروجی می‌باشند و $R_{E S R}$ مقاومت داخلی سری خازن خروجی می‌باشد. $A_{D C}$ بهره DC مدار و $Δ V_{e}$ تغییرات خروجی تقویت کننده خطا می‌باشد.

در مبدل‌های فلای‌بک قطب و بهره DC مدار از روابط زیر بدست می‌آیند. که در آن $R_{L}$ بار خروجی می‌باشد. از آنجایی که $f_{p}$ شدیدا به $R_{L}$ وابسته است، بنابراین این مقدار باید برای بارهای سنگین و سبک محاسبه شود.

اگر مقاومت داخلی خازن مورد استفاده در فیلتر خروجی منبع ، مقدار قابل ملاحظه ای داشته باشد.از مدار شکل 1-7 برای پایداری سازی حلقه فیدبک استفاده می شود.مقادیر المان های به کار رفته در این مدار از روابط زیر بدست می آیند.

(H(s تابع تبدیل مدار مورد نظر می باشد.

اگر مقاومت داخلی خازن به کار رفته در فیلتر خروجی قابل چشم پوشی باشد در این صورت برای پایدار سازی حلقه فیدبک از مدار شکل 2-7 استفاده می کنیم و مقادیر المان های به کار رفته در این مدار نیز به صورت زیر بدست می آیند.

.در روابط بالا f_p-Lcفرکانس رزونانس فیلتر خروجی می باشد. با محاسبه این فرکانس می توان F_Z1را بدست آورد . برای بدست آوردن F_z2دوباره از f_p-Lcاستفاده می کنیم و F_z2را عددی مابین f_p-Lcو 2f_p-Lcانتخاب می کنیم. فرکانس F_p1نیز فرکانس صفر خازن خروجی به همراه مقاومت داخلی این خازن در بدترین حالت می باشد.با داشتن این پارامترها مقدار A₁ نیز از رابطه

مطلب پیشنهادی: پروژه آمپلی فایر سوئیچینگ + پایان نامه

بدست می آید.

شکل 1-7 جبران‌ساز زوج صفر-قطب

شکل 2-7 جبران‌ساز دو صفر- دو قطب

با محاسبه ی A₁بقیه المان ها به راحتی توسط روابط بالا بدست می آیند. لازم به ذکر است که در مدارهای بالا OP-AMP به کار رفته همان OP-AMP تقویت کننده خطای آی سی کنترل می باشد. در فصل نهم مثالی از چگونگی استفاده از این روابط را شرح خواهیم داد.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.

مطالعه دیگر جلسات این آموزش<< جلسه قبلی جلسه بعدی >>