Stabilitas bersyarat dalam respons loop terbuka.
Pertama, karena ini dari Ridley, Anda dapat bertaruh bahwa ini adalah respons loop terbuka dari konverter daya. Respons ini akan stabil untuk keuntungan yang ditunjukkan untuk gangguan loop linear kecil. Jika gangguan loop menjadi cukup besar untuk mengarahkan amplifier ke operasi non-linear, loop kemungkinan akan menjadi berosilasi karena operasi wilayah non-linear akan memiliki penguatan amplifier yang lebih rendah.
Masalah dengan loop seperti ini adalah bahwa meskipun mereka stabil, adalah umum bagi sistem untuk mendapatkan gain yang sangat bervariasi dengan tegangan input atau beban atau suhu, atau kombinasi dari semua ini. Jika Anda menggunakan loop stabil bersyarat, Anda harus memverifikasi bahwa tidak ada dependensi ini akan menjadi faktor selama mode operasi apa pun (termasuk kondisi memulai). Begitu loop-loop ini mulai berosilasi, mereka cenderung menempel (osilasi akan mengurangi gain untuk membuatnya jadi).
Perhatikan bahwa loop seperti yang ditunjukkan dikompensasi dengan benar dengan 2 nol untuk menutupi 2 kutub. Masalahnya adalah bahwa kutub mungkin berasal dari filter LC (kutub kompleks) di loop. Akan ada induktor kerugian rendah dan kapasitor bank rugi rendah yang akan bergabung untuk memberikan respons Q tinggi. Karena Q itu tinggi, semua kontribusi fase dari LC akan terjadi dalam rentang frekuensi yang sangat kecil; dari grafik sepertinya sekitar satu oktaf untuk kehilangan fasa 180 derajat. Nol kompensasi opamp akan sederhana, dan dengan demikian peningkatan fase akan terjadi selama rentang frekuensi 2 dekade (minimal). Jadi, meskipun ada dorongan fase yang memadai untuk menutupi kehilangan fase LC, akan ada penurunan fase dan tidak ada atau fase margin negatif di tengah dekat kutub.
Solusi yang mungkin untuk jenis respons loop ini:
Nol kompensasi dapat dibagi sehingga seseorang masuk sebelum kutub (kurung kutub), menambahkan beberapa fase tendangan awal. Itu bisa menghasilkan lebih banyak fasa pada penurunan fase, tetapi mungkin tidak cukup.
Tindakan terbaik biasanya untuk mengurangi Q dari filter LC.
Dekonstruksi Loop:
Untuk menunjukkan bagaimana jenis respons loop terbuka ini terjadi, loop dapat didekonstruksi menggunakan model sederhana.
Saya tidak benar-benar tahu sirkuit yang membuat tanggapan OP diposting, tapi saya curiga, berdasarkan cara respon terlihat bahwa itu adalah dari regulator dorongan mode konduktor terus menerus. Model dasar akan mencakup filter LC, PowerModulator, dan penguat Kesalahan. Semi-skema dari versi loop terbuka AC adalah:
Sirkuit pada umumnya akan mencerminkan perilaku loop penguat CCM, meskipun rincian di sini dipilih agar masuk akal dan mendapatkan kecocokan paling nyaman dengan loop yang dipasang ... dengan jumlah pekerjaan paling sedikit. Ini hanya alat untuk membantu memisahkan semua bagian dari loop dan menunjukkan bagaimana mereka akan pergi bersama untuk membentuk total loop.
Mari kita mulai dengan hasil model ini, loop lengkap:
Tidak terlalu buruk ... terlihat cukup dekat dengan aslinya. Anda dapat melihat karakter dasar loop adalah integrator dengan gangguan resonan LC pada 1000Hz. Pada frekuensi di bawah kutub LC, gain loop berguling pada -20dB per dekade, dan pada frekuensi di atas kutub LC mendapatkan resume penurunan -20dB per dekade. Jadi, karena ada keseluruhan 1 kutub (-20dB /) roll off, sesuatu telah berhasil 2 kutub LC dengan menutupinya dengan nol. Ada artefak tambahan yang muncul di atas ~ 20kHz; ESR nol dalam filter LC, kanan setengah bidang nol (rhpz), dan frekuensi Nyquist; yang akan disebutkan secara singkat.
Respons filter LC:
Co
Modulator daya dengan filter LC:
Modulator daya telah ditambahkan ke filter LC di sini. Power modulator memiliki gain 30dB, setengah bidang kanan nol pada 70kHz, dan kutub untuk frekuensi Nyquist pada 100kHz (ya saya tahu bahwa menambahkan kutub bukan cara yang tepat untuk menangani Nyquist, tetapi harus dilakukan untuk ini ). Kecuali karena memiliki 30dB gain, plot gain terlihat sama dengan hanya LC. Tapi bagaimana dengan fase itu? Ini adalah rhpz yang menunjukkan fase seperti tiang lhp, tetapi mendapatkan seperti nol lhp. Ini sebagian besar mengapa fase loop terbuka tidak pernah pulih sebanyak yang Anda pikirkan setelah resonansi LC.
Penguat Kesalahan:
Di sini Anda dapat melihat respons penguat dengan kutub integrator frekuensi rendah, diikuti oleh 2 nol pada sekitar 1kHz dan 7kHz, kutub pada 42kHz untuk meratakan nol terakhir sebelum berlari ke batas bandwidth penguatan amplifier.
Opamp memiliki bandwidth 20MHz dengan gain 140dB dan kutub frekuensi rendah 2Hz. Gain integrator diatur oleh R1 dan C1. Nol pertama diatur oleh C1 dan R3. Nol kedua ditetapkan oleh C2 dan R1. Kutub leveling diatur oleh C2 dan R2.