Paano Sukatin ang Lumilipas na Tugon ng isang Switching Regulator?

Upang maunawaan ang katatagan ng isang switching regulator, kadalasan kailangan nating sukatin ang pansamantalang tugon ng pagkarga nito. Samakatuwid, ang pag-aaral kung paano sukatin ang lumilipas na tugon ay mahalaga para sa mga inhinyero sa larangan ng electronics. 

Sa bahaging ito, ipapaliwanag namin ang kahulugan ng pag-load na lumilipas na tugon, ang pangunahing mga pangunahing punto sa isang pagsukat, kung paano sukatin ang lumilipas na tugon sa FRA, at isang aktwal na halimbawa ng pagsukat at pagsasaayos ng lumilipas na pag-load na tugon ng isang switching regulator. Kung hindi ka malinaw kung paano sukatin ang lumilipas na tugon, maaari mong makuha ang hang ng pamamaraan sa pamamagitan ng bahaging ito. Ipagpatuloy natin ang pagbabasa!

Ang pag bigay AY PAG ALAGA!

nilalaman

● Ano ang Load Transient Response?

● 5 Mga Pangunahing Punto sa Pagsusuri ng Lumilipas na Tugon

● Paano Suriin ang Lumilipas na Tugon?

● Halimbawa ng Pagsasaayos ng Lumilipas na Tugon

● FAQ

● Konklusyon

Ano ang Load Transient Response?

Ang pag-load ng lumilipas na tugon ay ang katangian ng pagtugon sa isang biglaang pagbabagu-bago ng pagkarga, iyon ay, ang oras hanggang ang output boltahe ay bumalik sa isang preset na halaga pagkatapos bumagsak o tumaas, at ang waveform ng output boltahe. Ito ay isang mahalagang parameter dahil nauugnay ito sa katatagan ng boltahe ng output na may paggalang sa kasalukuyang pagkarga.

Kabaligtaran sa regulasyon ng pagkarga, ito ay, tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan ng isang transient-state na katangian. Ang mga aktwal na phenomena ay ipinaliwanag gamit ang mga sumusunod na graph.

Mayroong ilang mga punto na dapat mapansin tungkol sa graph:

● Sa mga waveform ng graph sa kaliwa, ang load current (ang lower waveform) ay mabilis na tumataas mula sa zero, na may rise time (tr) na 1 µsec. 

● Sa kabilang banda, ang output voltage (upper waveform) ay panandaliang bumababa, at pagkatapos noon ay mabilis na tumataas, bahagyang lumampas sa steady-state na boltahe, pagkatapos ay bumaba muli sa isang stable na estado. 

● Kapag ang load current ay biglang bumaba, makikita natin na ang kabaligtaran na reaksyon ay nangyayari.

Upang ipaliwanag ang mga bagay sa medyo hindi gaanong pormal na paraan:

● Kapag tumaas ang load, biglang kailangan ng mas maraming current, at hindi sapat na mabilis ang output current, kaya bumaba ang boltahe. 

● Sa operasyong ito, ang maximum na output current ay ibinibigay para sa isang bilang ng mga cycle upang maibalik ang bumabagsak na boltahe sa preset na halaga nito, ngunit medyo masyadong marami ang ibinibigay at ang boltahe ay tumataas nang kaunti, at kaya ang ibinibigay na kasalukuyang ay binabaan. upang maabot ang preset na halaga. 

Dapat itong maunawaan bilang isang paglalarawan ng normal na lumilipas na tugon. Kapag may iba pang mga kadahilanan at abnormalidad, ang iba pang mga phenomena ay kasama bilang karagdagan dito.

Sa isang mainam na tugon na lumilipas ang pag-load, mayroong tugon sa isang pagbabagu-bago sa kasalukuyang load sa ilang mga switching cycle (maikling haba ng oras), at ang pagbaba ng boltahe ng output (pagtaas) ay pinananatiling pinakamababa at babalik sa regulasyon sa kaunting halaga ng oras. 

Iyon ay, ang paglitaw ng isang lumilipas na boltahe tulad ng mga spike sa graph ay nangyayari sa napakaikling panahon. Ang gitnang graph ay para sa kasalukuyang pagtaas/pagbagsak ng load na oras na 10 µsec, at ang graph sa kanan ay para sa 100 µsec. Ang mga ito ay mga halimbawa kung saan ang mas banayad na pagbabagu-bago sa kasalukuyang load ay nagreresulta sa pinahusay na pagtugon sa mga sumusunod, na may kaunting pagbabagu-bago ng boltahe ng output. Gayunpaman, sa katotohanan ay mahirap ayusin ang lumilipas na pag-uugali ng kasalukuyang load sa circuit.

Inilarawan namin ang mga lumilipas na katangian ng pagtugon ng isang power supply, ngunit maaari silang isipin na halos pareho sa mga katangian ng dalas ng isang amplifier ng operasyon (phase margin at crossover frequency). Kung ang katangian ng dalas ng control loop ng power supply ay angkop at matatag, kung gayon ang mga lumilipas na pagbabagu-bago ng boltahe ng output ay maaaring hawakan sa isang minimum.

Lumilipas na Mga Katangian ng Tugon

5 Mga Pangunahing Punto sa Pagsusuri ng Lumilipas na Tugon

Ang mga mahahalagang puntong dapat tandaan kapag sinusuri ang lumilipas na tugon ng isang power supply ay ibinubuod sa ibaba.

● Suriin ang regulasyon at bilis ng pagtugon ng output sa biglaang pagbabagu-bago sa kasalukuyang load, gaya ng kapag lumilipat sa wakeup mula sa standby na estado.

● Kapag kailangang ayusin ang katangian ng pagtugon sa dalas, gamitin ang ITH pin para sa pagsasaayos.

● Ang phase margin at crossover frequency ay maaaring mahinuha mula sa isang naobserbahang waveform, ngunit gamit ang isang frequency response analyzer (FRA) ay maginhawa.

● Tukuyin kung normal na operasyon ang isang tugon, o abnormal, dahil sa saturation ng inductor, isang function na naglilimita sa kasalukuyang, atbp.

● Kapag hindi makuha ang kinakailangang katangian ng pagtugon, dapat pag-aralan ang isang hiwalay na paraan ng kontrol o dalas, pagtatakda ng panlabas na pare-pareho atbp..

Paano Suriin ang Lumilipas na Tugon?

Ipinaliwanag ang isang tiyak na paraan ng pagsusuri. 

● Kapag nagsagawa ng mga eksperimento, ang isang circuit o device na ang load current na maaaring ilipat kaagad ay konektado sa output ng power supply circuit para sa pagsusuri, at maaaring gumamit ng isang kapaki-pakinabang na oscilloscope para sa pagsusuri upang obserbahan ang output boltahe at output kasalukuyang. 

● Kung ang tugon ng aktwal na kagamitan ay dapat kumpirmahin, halimbawa, ang isang estado ay nilikha kung saan ang isang CPU o katulad nito ay lumilipat mula sa isang standby na estado patungo sa ganap na operasyon, at ang output ay katulad na sinusunod.

Ang mga mahahalagang punto sa pagsasagawa ng mga pagsusuri ay inilarawan sa itaas; ang phase margin at crossover frequency ay palaging mahihinuha mula sa isang naobserbahang waveform, ngunit ito ay medyo mahirap. 

Kamakailan, ang isang aparato sa pagsukat na tinatawag na frequency response analyzer (FRA) ay naging malawakang ginagamit, at maaaring magamit upang sukatin ang mga margin ng phase at mga katangian ng dalas ng napakasimpleng mga circuit ng supply ng kuryente. Ang paggamit ng FRA ay maaaring maging napaka-epektibo..

Kapag, sa aktwal na pagsasanay, walang naaangkop na aparato sa pag-load na may kakayahang agarang malaking-kasalukuyang on-off switching na magagamit sa mga eksperimento, maaaring gamitin ang isang simpleng circuit tulad ng nasa kanan kung saan inililipat ang isang MOSFET. Syempre dapat matukoy ang tr at tf.

Halimbawa ng Pagsasaayos ng Transient

Ang ilang switching regulator IC ay may pin para sa pagsasaayos ng mga katangian ng pagtugon; sa maraming pagkakataon ito ay tinatawag na ITH. Sa isang application circuit na ipinahiwatig sa data sheet para sa IC, mas marami o hindi gaanong makatwirang mga halaga ng bahagi at pagsasaayos para sa isang kapasitor at risistor na konektado sa ITH pin sa ilalim ng mga kundisyong iyon ay ipinakita. Sa esensya, ito ay kinuha bilang isang panimulang punto, at ang mga pagsasaayos ay ginawa upang matugunan ang mga kinakailangan na ginawa ng circuit na aktwal na gawa-gawa. Malamang na pinakamahusay na magsimula sa pamamagitan ng pagpapanatiling maayos ang kapasitor at pag-iiba-iba ng halaga ng paglaban.

Nasa ibaba ang mga waveform ng oscilloscope at isang frequency characteristic analysis graphs na nakuha gamit ang isang FRA, na nagpapakita ng paraan ng pagbabago ng load transient response na katangian ng BD9A300MUV na ginamit sa mga halimbawang ito kapag ang capacitance ng capacitor sa ITH pin ay naayos at ang resistance value ay inayos.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (Mahalaga, ang isang naaangkop na tugon at katangian ng dalas ay nakuha gamit ang mga inirerekomendang halaga)

② R3=3 kΩ,C6＝2700 pF

※ Sa pagbaba ng resistance value ng R3, lumiit ang banda, at lumala ang response ng load. Walang mga problema sa mismong pagpapatakbo, ngunit napakaraming bahagi ng margin.

③ R3=27 kΩ,C6＝2700 pF

※ Sa pamamagitan ng pagtaas ng resistensya ng R3, ang banda ay lumalawak at ang pagtugon sa pagkarga ay napabuti, ngunit ang pag-ring ay nangyayari sa pagbabago ng boltahe (pinalaki na seksyon ng waveform).

Maliit ang phase margin, at depende sa scattering, maaaring mangyari ang abnormal na oscillation.

④ R3=43 kΩ,C6＝2700 pF

※ Kapag ang halaga ng resistensya ng R3 ay tumaas pa, nangyayari ang abnormal na oscillation.

Ang nasa itaas ay mga halimbawa ng pagsasaayos ng katangian ng pagtugon gamit ang ITH pin. Sa esensya, boltahe transients na nangyayari sa output boltahe ay hindi maaaring ganap na maalis, at kaya ang mga pagsasaayos ay ginawa upang ang tugon ay hindi magdulot ng mga problema para sa pagpapatakbo ng circuit na ibinibigay ng kasalukuyang.

Mga Madalas Itanong

1. Q: Ano ang Bentahe ng Switching Regulator? 

A: Ang paglipat ng mga regulator ay mahusay dahil ang mga elemento ng serye ay ganap na naka-on o naka-off, kaya halos hindi sila nawawalan ng kapangyarihan. Hindi tulad ng mga linear regulator, ang mga switching regulator ay maaaring makagawa ng mga output voltage na mas mataas kaysa sa input voltage o ng kabaligtaran na polarity.

2. T: Ano ang Tatlong Uri ng Switching Regulator? 

A: Ang mga switching regulator ay nahahati sa tatlong uri: step-up, step-down at inverter regulators.

3. T: Saan Ginagamit ang Mga Switching Regulator? 

A: Ang mga switching regulator ay ginagamit para sa overvoltage proteksyon, mga portable na telepono, video game platform, robot, digital camera at computer. Ang paglipat ng mga regulator ay kumplikadong mga circuit, kaya hindi sila masyadong sikat sa mga amateur.

4. T: Paano Ako Pipili ng Switching Regulator?

A: Mga salik na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng switching regulator:

● Saklaw ng boltahe ng input. Ito ay tumutukoy sa pinapayagang hanay ng input boltahe na sinusuportahan ng IC.

● Saklaw ng boltahe ng output. Ang mga switching regulator ay karaniwang may mga variable na output

● Kasalukuyang output

● Saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo

● Ingay

● Kahusayan

● Regulasyon sa pagkarga

● Packaging at mga sukat.

Konklusyon

Sa bahaging ito, alam natin ang kahulugan ng load transient response, kung paano ito sukatin, at matutunan ang aktwal na halimbawa. Ang kasanayang ito ay epektibong makakatulong sa iyo na matukoy ang mga isyu sa katatagan ng isang load tulad ng switching regulator at maiwasan ang mga panganib sa kaligtasan ng circuit. Subukang sukatin ang lumilipas na tugon ngayon! Gusto mo ba ng higit pa tungkol sa lumilipas na pagsukat ng tugon? Iwanan ang iyong mga komento sa ibaba at sabihin sa amin ang iyong mga ideya! Kung sa tingin mo ay nakakatulong ang pagbabahaging ito para sa iyo, huwag kalimutang ibahagi ang page na ito!

Basahin din

● Paano Pinoprotektahan ng SCR Thyristor Overvoltage Crowbar Circuits ang Mga Power Supplies mula sa Overvoltage?

● Isang Ultimate Guide sa Zener Diodes sa 2021

● Isang Kumpletong Gabay sa LDO Regulator sa 2021

● Mga Bagay na Hindi Mo Dapat Palampasin Tungkol sa Facebook Meta at Metaverse

Mag-iwan ng mensahe 

Listahan ng Mensahe