Làm thế nào để điều khiển mạch chuyển đổi buck-boost từ vi điều khiển?

Gần đây tôi đang đọc về bộ chuyển đổi DC-DC buck-boost và một điều vẫn chưa rõ ràng đối với tôi. Hầu hết các IC chuyển đổi mà tôi thấy đều có chân đầu vào của vòng phản hồi. Ví dụ, LTC3780 yêu cầu một bộ chia điện áp, trên ứng dụng thông thường, nó được tạo bằng các điện trở R1 và R2 (ở bên trái):

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Theo tôi biết cách duy nhất để điều chỉnh mạch như vậy từ vi điều khiển là sử dụng một chiết áp kỹ thuật số. Vấn đề là, chiết áp kỹ thuật số mà tôi thấy là khá đắt hoặc có dung sai rất lớn, như 20 hoặc 30%.

Có cách nào tốt hơn để điều chỉnh điện áp đầu ra của các bộ chuyển đổi như vậy không? Và nếu không, có loại IC nào khác cho phép điều khiển dễ dàng hơn từ vi điều khiển không?

— Piotr Sarnacki
nguồn

Là đủ để điều chỉnh mạng fb? bạn cũng không cần phải thay đổi mũ và cuộn cảm cho phù hợp (bên ngoài một phạm vi nhất định)?

— kolosy

Bạn đang tìm kiếm một phạm vi điện áp rộng? Có các bộ điều chỉnh kỹ thuật số mà bạn có thể đặt trên i2c. Ngoài ra còn có ics quản lý năng lượng pmics mà bạn có thể sử dụng để biên điện áp và xem xét dòng điện và điện áp

— Một số Guy Phần cứng

Bạn cũng có thể xem xét việc thiết kế của riêng mình xung quanh một vi điều khiển và bỏ qua IC hoàn toàn.

— pjc50

có thể cách ly giai đoạn phản hồi với bộ đệm tốc độ cao, sau đó là amp tổng hoặc chênh lệch để cho phép MCU với thang R2R dựa trên DAC hoặc GPIO để áp dụng bù / điều chỉnh cho điện áp mạng phản hồi, để điều chỉnh điện áp đầu ra kỹ thuật số (mặc dù có giao diện tương tự)

— KyranF

R2 và R1 tạo thành bộ chia phản hồi cho chân VOSENSE, về cơ bản bạn sẽ lấy nút đó và làm những gì tôi đã nói trước đó, bằng cách chèn một số mạch tương tự để cho phép bù kỹ thuật số bằng cách sử dụng bộ xử lý DAC

— KyranF

Câu trả lời:

Mặc dù giá trị tuyệt đối của điện trở của kỹ thuật số có thể thay đổi 30%, nhưng sự phù hợp giữa các điện trở bên trong là thực sự tốt. Điều này có nghĩa là đối với một bộ chia điện áp (để thông minh, một chiết áp), độ chính xác phân chia điện áp là khá tốt, vì hệ số phân chia điện áp phụ thuộc hoàn toàn vào tỷ lệ của các điện trở được sử dụng, chứ không phải giá trị tuyệt đối của chúng.

Nếu điện áp đầu ra của bạn nhỏ hơn định mức điện áp tối đa của chiết áp kỹ thuật số , bạn chỉ cần sử dụng một chiết áp kỹ thuật số để thay thế cho mạng phản hồi mà không cần bất kỳ sự phô trương nào. Hầu hết các nồi kỹ thuật số có thể chỉ mất 5,5V, nhưng một số được đánh giá cao hơn đáng kể.

Nếu điện áp đầu ra của bạn cao hơn xếp hạng tối đa của chiết áp kỹ thuật số hoặc nếu bạn muốn điều chỉnh tốt , bạn có thể kết hợp chiết áp kỹ thuật số với các điện trở bên ngoài để tạo thành một bộ chia điện áp ghép. Lưu ý rằng điều này sẽ làm cho biến thể giá trị tuyệt đối của chiết áp kỹ thuật số phát huy tác dụng. Kỹ thuật tồn tại để giảm thiểu lỗi này, như được đề cập ở đây .

Nếu bạn muốn tránh chiết áp kỹ thuật số hoàn toàn , bạn cũng có thể làm cho bộ chia phản hồi lấy đầu vào từ D / A, như được hiển thị ở đây bằng cách có ổ D / A $V_{CTRL}$ :

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Kể từ khi điện áp phản hồi $V_{FB}$ sẽ được điều chỉnh bởi LTC3780 đến 0,8V, điện áp đầu ra sẽ được điều chỉnh để:

V_{O} = (1 + \frac{R_{2}}{R_{1}}) 0.8 - \frac{R_{2}}{R_{3}} (V_{C T R L} - 0.8)

$V_O=\left(1+\frac{R_2}{R_1}\right)0.8-\frac{R_2}{R_3}(V_{CTRL}-0.8)$

Cài đặt $V_{CTRL}$ đến 0,8V không gây ra thay đổi điện áp đầu ra; tăng $V_{CTRL}$ làm cho đầu ra giảm và giảm $V_{CTRL}$ làm cho nó tăng lên

Cần lưu ý rằng bất kể bạn làm gì, bạn nên đánh giá cẩn thận bộ điều chỉnh và điều chỉnh các thành phần ( $L$ , $C_{OUT}$ , $I_{TH}$ mạng) để đảm bảo sự ổn định trong mọi điều kiện hoạt động. Khi nghi ngờ, hãy nghiêng về phía bảo thủ ở đây.

— Zulu
nguồn

Đây là một câu trả lời rất nhiều thông tin, cảm ơn! trong lựa chọn cuối cùng, vai trò của CFF là gì? Là để ổn định đầu ra? Và nếu có, tôi nên chọn giá trị nào, tôi cho rằng thứ gì đó nhỏ như 470n với R3 khá nhỏ?

— Piotr Sarnacki

@PiotrSarnacki,

C_{F F}

$C_{FF}$ là một tụ điện chuyển tiếp. Bạn có thể chọn một giá trị, giả sử, 1nF. Sự hiện diện của

R_{3}

$R_3$ làm giảm mức tăng vòng lặp, vì vậy bạn có thể muốn

C_{F F}

$C_{FF}$ để giữ cho vòng lặp đạt được bất biến đối với tỷ lệ chia phản hồi. Điều đó nói rằng, bạn cũng có thể không muốn nó. Như đã đề cập, bạn sẽ muốn đánh giá cẩn thận độ ổn định của bộ điều chỉnh ... và lựa chọn thành phần có thể là một câu hỏi dài (và câu trả lời) của chính nó. Vì vậy, ... bạn có thể rời đi

C_{F F}

$C_{FF}$ không có dân cư và chỉ thêm nó nếu bạn xác định cần thiết.

— Zulu

Tôi đã chơi với mạch từ tùy chọn cuối cùng trong LTSpice và tôi thực sự không hiểu nó hoặc tôi đã làm gì đó sai. Vấn đề là theo như tôi hiểu về bảng dữ liệu, Vosense là một pin đầu vào. Điện áp Vout được điều khiển bởi mạch buck / boost ở bên phải (MOSFET, v.v.) và sau đó Vosense đọc điện áp đầu ra chia cho bộ chia điện áp và điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ MOSFET phù hợp. Có vẻ như trên mạch Vout của bạn sẽ được kết nối với Vout, Vfb với Vosense và Vctrl với uC. Nếu đó là sự thật thì tôi không biết nó sẽ hoạt động như thế nào với việc đặt điện áp phù hợp trên Vosense.

— Piotr Sarnacki

@PiotrSarnacki, bạn đã đúng:

V_{O U T}

$V_{OUT}$ kết nối với

V_{O U T}

$V_{OUT}$ ,

V_{F B}

$V_{FB}$ kết nối với

V_{O S E N S E}

$V_{OSENSE}$ và

V_{C T R L}

$V_{CTRL}$ kết nối với bộ chuyển đổi D / A từ μC. Và như mô tả, điện áp đầu ra sẽ là

V_{O U T} = (1 + \frac{R_{2}}{R_{1}}) 0.8 - \frac{R_{2}}{R_{3}} (V_{C T R L} - 0.8)

$V_{OUT}=\left(1+\frac{R_2}{R_1}\right)0.8-\frac{R_2}{R_3}(V_{CTRL}-0.8)$ . "Nếu đó là sự thật thì tôi không biết nó sẽ hoạt động như thế nào với việc đặt điện áp phù hợp trên Vosense." Ý anh là gì?

— Zulu

@PiotrSarnacki, mặc dù

V_{O S E N S E}

$V_{OSENSE}$ là một đầu vào, nó được "điều khiển" đến 0,8V. Bạn có thể nghĩ về bộ chuyển đổi buck-boost như một op-amp công suất khổng lồ, với tham chiếu 0.8V [bên trong] được kết nối với đầu vào không đảo ngược [bên trong] của nó. Đầu ra của bộ chuyển đổi (

V_{O U T}

$V_{OUT}$ ) sẽ được chuyển đến bất cứ điều gì cần thiết để thực hiện đầu vào đảo ngược của nó (

V_{O S E N S E}

$V_{OSENSE}$ ) bằng với đầu vào không đảo của nó, là 0,8V. Đây là ý tưởng cơ bản của tất cả các hệ thống điều khiển. Vì vậy, khi thực hiện tính toán, bạn có thể chỉ cần giả sử rằng, một khi bộ chuyển đổi đã đạt đến trạng thái ổn định,

V_{O S E N S E}

$V_{OSENSE}$ sẽ là 0,8V.

— Zulu

Cách dễ nhất là với một nồi kỹ thuật số, chỉ cần sử dụng nó trong chế độ đo tỷ lệ, tức là như một chiết áp, không phải là một biến trở. Khi được sử dụng như một chiết áp, dung sai tổng kháng cho cả hai phần của bộ phận, và do đó không thành vấn đề. Một nồi 6 bit sẽ có thể có ít hơn 0,5 lsb, mặc dù dung sai kháng có thể là 20% và nên có giá thấp hơn ~ $ 1 (dù sao ở Mỹ).

Các lựa chọn thay thế như thêm bộ khuếch đại để điều chỉnh tham chiếu thông qua điều khiển DAC là có thể thực hiện được, nhưng phức tạp hơn nhiều. Bạn có thể sẽ phải thêm 2 OpAmps để có được sự điều chỉnh và phân cực thích hợp.

— gsills
nguồn