For å forstå stabiliteten til en svitsjingsregulator, må vi ofte måle dens transiente lastrespons. Derfor er det viktig for ingeniører innen elektronikk å lære å måle transient respons.

I denne delen vil vi forklare definisjonen av lasttransientrespons, hovedpoengene i en måling, hvordan man måler transientrespons med FRA, og et faktisk eksempel på måling og justering av lasttransientresponsen til en svitsjingsregulator. Hvis du ikke er klar over hvordan du skal måle den forbigående responsen, kan du få taket på metoden gjennom denne andelen. La oss fortsette å lese!

Deling er omsorg!

Innhold

● Hva er Load Transient Response?

● 5 nøkkelpunkter i evaluering av forbigående respons

● Hvordan evaluere forbigående respons?

● Eksempel på justering av forbigående respons

● FAQ

● konklusjonen

Hva er Load Transient Response?

Lasttransientrespons er responskarakteristikken på en plutselig lastfluktuasjon, det vil si tiden før utgangsspenningen går tilbake til en forhåndsinnstilt verdi etter å ha falt eller steget, og bølgeformen til utgangsspenningen. Det er en viktig parameter fordi den er relatert til stabiliteten til utgangsspenningen i forhold til laststrømmen.

I motsetning til lastregulering er det, akkurat som navnet tilsier, en transient-tilstandskarakteristikk. Faktiske fenomener er forklart ved hjelp av følgende grafer.

Det er noen punkter å legge merke til om grafen:

● I bølgeformene til grafen til venstre stiger belastningsstrømmen (den nedre bølgeformen) raskt fra null, med en stigetid (tr) på 1 µsek.

● På den annen side synker utgangsspenningen (øvre bølgeform) et øyeblikk, og stiger deretter raskt, noe som overskrider likevektsspenningen, og faller deretter igjen til en stabil tilstand.

● Når laststrømmen faller plutselig, ser vi at motsatt reaksjon oppstår.

For å forklare ting på en noe mindre formell måte:

● Når belastningen øker, trengs det plutselig mer strøm, og utgangsstrømmen tilføres ikke raskt nok, så spenningen synker.

● I denne operasjonen tilføres den maksimale utgangsstrømmen i et antall sykluser for å returnere den tapte spenningen til den forhåndsinnstilte verdien, men det tilføres litt for mye og spenningen stiger litt høyere, og derfor senkes den tilførte strømmen. slik at den forhåndsinnstilte verdien nås.

Dette skal forstås som en beskrivelse av normal forbigående respons. Når det er andre faktorer og avvik, inkluderes andre fenomener i tillegg til dette.

I en ideell lasttransientrespons er det respons på en fluktuasjon i laststrømmen over få svitsjesykluser (en kort tid), og utgangsspenningsfallet (stigningen) holdes på et minimum og går tilbake til regulering i en minimal mengde på tid.

Det vil si at forekomsten av en transient spenning som toppene i grafen skjer over ekstremt kort tid. Midtgrafen er for en stige-/falltid for laststrømmen på 10 µs, og grafen til høyre er for 100 µs. Dette er eksempler der mer milde svingninger i laststrømmen resulterer i forbedret responsfølge, med liten utgangsspenningsfluktuasjon. Imidlertid er det i virkeligheten vanskelig å justere den forbigående oppførselen til laststrømmen i kretsen.

Vi har beskrevet transientresponskarakteristikkene til en strømforsyning, men de kan tenkes på som i utgangspunktet de samme som frekvenskarakteristikkene til en operasjonsforsterker (fasemargin og delefrekvens). Hvis frekvenskarakteristikken til strømforsyningskontrollsløyfen er hensiktsmessig og stabil, kan transiente fluktuasjoner i utgangsspenningen holdes på et minimum.

Forbigående responsegenskaper

5 nøkkelpunkter i evaluering av forbigående respons

Viktige punkter å huske på når du evaluerer transientresponsen til en strømforsyning er oppsummert nedenfor.

● Kontroller reguleringen og responshastigheten til utgangen for plutselige svingninger i laststrømmen, for eksempel ved overgang til vekking fra standby-tilstand.

● Når frekvensresponskarakteristikken må justeres, bruk ITH-pinnen for justering.

● Fasemarginen og overgangsfrekvensen kan utledes fra en observert bølgeform, men ved hjelp av en frekvensresponsanalysator (FRA) er praktisk.

● Bestem om en respons er normal drift, eller er unormal, på grunn av induktormetning, en strømbegrensende funksjon osv.

● Når den nødvendige responskarakteristikken ikke kan oppnås, bør en separat kontrollmetode eller frekvens, innstilling av en ekstern konstant osv. studeres.

Hvordan evaluere forbigående respons?

En spesifikk evalueringsmetode er forklart.

● Når det utføres eksperimenter, kobles en krets eller enhet hvis belastningsstrøm kan veksles øyeblikkelig til utgangen til strømforsyningskretsen for evaluering, og et nyttig oscilloskop for evaluering kan brukes for å observere utgangsspenningen og utgangsstrømmen.

● Hvis responsen til faktisk utstyr skal bekreftes, opprettes for eksempel en tilstand der en CPU eller lignende går over fra standby-tilstand til full drift, og utgangen observeres på samme måte.

Viktige punkter i å utføre evalueringer ble beskrevet ovenfor; fasemarginen og delefrekvensen kan alltid utledes fra en observert bølgeform, men dette er ganske plagsomt.

Nylig har en måleenhet kalt en frekvensresponsanalysator (FRA) kommet i ganske utbredt bruk, og kan brukes til å måle fasemarginer og frekvenskarakteristikker til ekstremt enkle strømforsyningskretser. Å bruke en FRA kan være veldig effektiv..

Når det i praksis ikke finnes en passende belastningsenhet som er i stand til øyeblikkelig storstrøm av-på-svitsjing som kan brukes i eksperimenter, kan en enkel krets som den til høyre hvor en MOSFET er svitsjet brukes. Selvfølgelig må tr og tf bestemmes.

Eksempel på justering av transient

Noen bryterregulator-ICer har en pinne for justering av responskarakteristikker; i mange tilfeller kalles det ITH. I en applikasjonskrets angitt på dataarket for IC, presenteres mer eller mindre rimelige komponentverdier og konfigurasjon for en kondensator og motstand som skal kobles til ITH-pinnen under disse forholdene. I hovedsak tas dette utgangspunkt i, og det gjøres justeringer for å tilfredsstille kravene som stilles til kretsen som faktisk er fabrikkert. Det er nok best å begynne med å holde kondensatoren fast og variere motstandsverdien.

Nedenfor er oscilloskopbølgeformer og frekvenskarakteristiske analysegrafer oppnådd ved bruk av en FRA, som viser endringsmåten for lasttransientresponskarakteristikken til BD9A300MUV brukt i disse eksemplene når kapasitansen til kondensatoren ved ITH-pinnen er fast og motstandsverdien er justert.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (I hovedsak oppnås en passende respons og frekvenskarakteristikk ved å bruke de anbefalte verdiene)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ Ved senking av motstandsverdien til R3 ble båndet innsnevret, og belastningsresponsen ble forverret. Det er ingen problemer med selve driften, men det er for stor fasemargin.

③ R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

※ Ved å øke R3-motstanden utvides båndet og belastningsresponsen forbedres, men ringing oppstår ved spenningsfluktuasjoner (forstørret bølgeformseksjon).

Fasemarginen er liten, og avhengig av spredning kan det forekomme unormal oscillasjon.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ Når motstandsverdien til R3 økes ytterligere, oppstår unormal oscillasjon.

Ovennevnte er eksempler på justering av responskarakteristikken ved hjelp av ITH-pinnen. I hovedsak, spenningstransienter som oppstår i utgangsspenningen kan ikke elimineres fullstendig, og derfor gjøres justeringer slik at responsen ikke gir problemer for driften av kretsen som forsynes med strøm.

Ofte Stilte Spørsmål

1. Spørsmål: Hva er fordelen med å bytte regulator?

A: Bytteregulatorer er effektive fordi serieelementene enten er helt på eller av, så de mister nesten ikke strøm. I motsetning til lineære regulatorer, kan bytteregulatorer produsere utgangsspenninger høyere enn inngangsspenningen eller med motsatt polaritet.

2. Spørsmål: Hva er tre typer bytteregulatorer?

A: Bytteregulatorer er delt inn i tre typer: step-up, step-down og inverter regulatorer.

3. Spørsmål: Hvor brukes bytteregulatorer?

A: Bytteregulatorer brukes til overspenningsvern, bærbare telefoner, videospillplattformer, roboter, digitale kameraer og datamaskiner. Bytteregulatorer er komplekse kretser, så de er ikke veldig populære blant amatører.

4. Sp: Hvordan velger jeg en bytteregulator?

A: Faktorer du bør vurdere når du velger bytteregulator:

● Inngangsspenningsområde. Dette refererer til det tillatte området for inngangsspenning som støttes av IC.

● Utgangsspenningsområde. Koblingsregulatorer har vanligvis variable utganger

● Utgangsstrøm

● Driftstemperaturområde

● Støy

● Effektivitet

● Lastregulering

● Emballasje og dimensjoner.

konklusjonen

I denne andelen kjenner vi definisjonen av lasttransientrespons, hvordan vi måler den og lærer det faktiske eksemplet. Denne ferdigheten kan effektivt hjelpe deg med å oppdage stabilitetsproblemene til en last som en bytteregulator og unngå kretssikkerhetsrisikoen. Prøv å måle den forbigående responsen nå! Vil du ha mer om transient responsmåling? Legg igjen kommentarer nedenfor og fortell oss ideene dine! Hvis du tror denne delingen er nyttig for deg, ikke glem å dele denne siden!

Les også

● Hvordan SCR-tyristoroverspenning brekkjernskretser beskytter strømforsyninger mot overspenning?

● En ultimat guide til Zener-dioder i 2021

● En komplett guide til LDO-regulatoren i 2021

● Ting du ikke bør gå glipp av om Facebook Meta og Metaverse

Prev:3 hovedtyper av brekkjernskretser for overspenningsbeskyttelse

Neste:En ultimat guide til Zener-dioder i 2021