Jump to content

    

Модуляция выхода с Buck-конвертера

Коллеги, вопрос!

Есть Buck-конвертер на основе микросхемы TPS54060. Есть плата с такой же схемой, которая работает без замечаний. Частота преобразования: 690 КГц. Нагрузка - светодиоды. расположены в линию длиной 250 мм.

Но есть другой экземпляр, с такой же схемой, у которого на входе Vsense - есть синусоида  с частотой 36 КГц. Компоненты корректирующей цепочки я проверил - все абсолютно одинаковое. Эта синусоида - периодически заваливает работу ШИМ-контроллера (т.е. отключает с частотой модуляции).

 

В чем может быть дело и куда смотреть?

Снимокsssss.PNG

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 12/29/2018 at 4:15 PM, Atridies said:

Но есть другой экземпляр, с такой же схемой, у которого на входе Vsense - есть синусоида  с частотой 36 КГц. Компоненты корректирующей цепочки я проверил - все абсолютно одинаковое. Эта синусоида - периодически заваливает работу ШИМ-контроллера (т.е. отключает с частотой модуляции).

В чем может быть дело и куда смотреть?

То есть, что значит в чём? В этой синусоиде, естественно. А почему, собственно, должно быть иначе?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Очевидно, что из-за этой синусоиды.

Но: откуда она берется? Честно говоря, я уже всё пересчитал и перепробовал. Не понимаю: откуда может взяться эта синусоида в такой схеме? Притом что аналогичная схема - ведет себя вполне нормально.

А т.к. эта синусоида гуляет только в петле обратной связи - вообще непонятно: где у нее может быть источник. Как его найти?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вы просто пофилософствовать хотите?

поразмышлять о бренном, так сказать

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Atridies said:

т.к. эта синусоида гуляет только в петле обратной связи - вообще непонятно: где у нее может быть источник.

Так в самой обратной связи причина. Если Вы знаете, что такое запас устойчивости по фазе, скачайте усредненную модель - она работает в демо-версии OrCAD. А если не знаете, тогда надо изучить тему устойчивости импульсных источников питания.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Т. е. у Вас есть две одинаковые платы, с одинаковыми компонентами? И с той же нагрузкой одна работает без возбуждения, а вторая имеет колебание 36 кГц?

Вообще-то у Вас фильтр - неплохой резонансный контур L2 150 мкГ х C11 4,7 мкФ.  Правда, на 6 кГц.  Возможно, там или конденсатор другой, и при рабочем напряжении сильно теряет емкость, или катушка на 15 мкГ вместо 150.

Можете попробовать уменьшить 27 нФ C10. До 15-10 нФ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Burner, C10 сейчас 27 пФ, скорее увеличить 2,7 нФ C8 на порядок.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Частота преобразования 660 кГц и индуктивность 150 мкГн! У такой индуктивности межвитковая ёмкость на этой рабочей частоте может образовать резонансный контур, отсюда и возникновение паразитных колебаний. Если есть желание в этом убедиться, то измените частоту задающего генератора. Частота паразитных колебаний также изменится. Значит наше предположение верное. Если интересен конечный результат, тогда необходимо значительно уменьшить индуктивность как предлагали выше. Предлагаю остановиться на 10 мкГн. Должно получиться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Прошу прощения за задержку с ответом - никак не мог добраться до компьютера.

1. Да, я знаю, что такое устойчивость и запас по фазе. Для импульсников я не считал, но для простых аналоговых схем - приходилось.

Но в том-то и дело, что частоты нулей и полюсов расположены так, что 36 КГц вообще не является сколько-нибудь характерной точкой. Да и фаза нигде не пересекает 180 градусов (приближается, но совсем не близко).

В схеме нули и полюса расположены так:

P1 = 0.57 Гц,

Z1 = 536 Гц,

P2 = 6 КГц.

P3 = 43,9 КГц.

P4 = 1,3 МГц (обусловлен нагрузкой с распределенной индуктивностью - цепочка светодиодов длиной 300 мм).

На картинке: ФЧХ рассчитана Webench. Никаких переходов к 180 градусов - нет. Причем второй график приведен для случая перепутанных между собой С8 и C10. И это тоже не создает переворота фазы.

 

2. Да, аналогичная плата с полностью аналогичной схемотехникой - работает без замечаний. Единственное различие - установлено не 8, а 9 белых светодиодов. Но даже при закорачивании одного светодиода - схема не работает правильно.

bode plot.PNG

Share this post


Link to post
Share on other sites

0,8 В + 3,5 В · 8 шт. = 28,8 В — уже больше питания 27 В, не говоря про 9 шт.

Share this post


Link to post
Share on other sites
50 minutes ago, Atridies said:

Никаких переходов к 180 градусов - нет. Причем второй график приведен для случая перепутанных между собой С8 и C10. И это тоже не создает переворота фазы.

На графиках отсчет фазы ведется от 180 градусов, т.е. запас устойчивости по фазе отсчитывается от 0. На втором графике его практически нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Используемые светодиоды имеют 3,05В на этом токе при +25С. Суммарно 9 светодиодов дают 25В. Ну и питание не 27, а 36В. Это артефакт.

2. Да, фаза повернута на 180 градусов, т.к. ШИМ-модуляция управляется отрицательной ОС. Ограничение - +-180 градусов. На втором графике - минус 80 градусов (на 100 КГц). До минус 180 - еще 100 градусов. Но, кроме того, усиление на этой частоте - уже менее 0 дБ. Поэтому возбуждение - невозможно.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Возбуждения никакого нет. Попробуйте уменьшить частоту ШИМ до 50 кГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, Atridies said:

Да, фаза повернута на 180 градусов, т.к. ШИМ-модуляция управляется отрицательной ОС. Ограничение - +-180 градусов. На втором графике - минус 80 градусов (на 100 КГц). До минус 180 - еще 100 градусов. Но, кроме того, усиление на этой частоте - уже менее 0 дБ.

Посмотрите еще раз внимательно на графики - в области низких частот изменение фазы составляет +90 град. Но в области низких частот никакого "подъема" фазы быть не может. Там должно быть -180 град., которые дает ООС и -90 град. низкочастотного полюса. Следовательно, симулятор интерпретировал -270 град. как +90 и 360 град. - это 0 град. на графике. Относительно 0 град. и следует вычислять запас устойчивости по фазе.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this