Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431

04 Gru 2011 16:09 5176 4
  • Poziom 43  
    witam,
    ten schemat pojawił się niedawno na forum Edit: Tu i znam jego wady stałoprądowe.

    Interesuje mnie coś innego, stabilność pętli sprzężenia zwrotnego, wg mnie będzie on niestabilny (ale słyszałem zbudowane urządzenie się nie wzbudza). W celu sprawdzenia zbudowałem małosygnałowy model pętli sprzężenia zwrotnego i zasymulowałem w LTSPICE. Wygląda mi na to że układ ma wzmocnienie DC ponad 135dB i już przy 6kHz osiąga dodatkowe 180° przesunięcia fazy, mając jeszcze ponad 120dB wzmocnienia, więc wydaje mi się że niema prawa się nie wzbudzić, czy się gdzieś pomyliłem?.

    Druga sprawa to jak taki układ skompensować, wiem tyle: jeden biegun można usunąć natychmiast, wyrzucając kondensator podłączony do dzielnika, drugi przesunąć w górę zmniejszając rezystancję wyjściową wzmacniacza sterującego fet-ami, zmniejszył bym w ten sposób przesunięcie fazy przy 6kHz.
    Ale co dalej, kompensacja opóźnieniowa chyba nie wystarczy bo biegun dominujący musiał by być na jakiejś bardzo niskiej częstotliwości.
    Czy zmniejszać wzmocnienie, i lub dodać zera transmitancji?
    Nie wiem też dlaczego kompensowanie wpływu biegunów zerami się rzadko spotyka w praktyce, choć wg. teorii powinien to być dobry sposób.

    Dlaczego o to pytam - chcę się nauczyć stosować w praktyce to co było dla mnie do tej pory uczelnianą teorią.

    schemat
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431

    model:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431

    charakterystyka:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431

    Edit: Czy oszacowanie stabilności z wykresu bode'go jest równoważne z kryterium stabilności Hurwitza.
  • IGE-XAO
  • Poziom 43  
    jarek_lnx napisał:
    witam,
    ten schemat pojawił się niedawno na forum i znam jego wady stałoprądowe.

    Ano pojawił się TAM i gwoli pełności informacji warto by ową linkę do tamtego tematu tu podać.
    A znane - ponoć - "wady" tego programowanego źródła napięcia odniesienia wynikają li tylko z nieznajomości poprawnego zastosowania układu TL431.

    jarek_lnx napisał:
    Interesuje mnie coś innego, stabilność pętli sprzężenia zwrotnego, wg mnie będzie on niestabilny (ale słyszałem zbudowane urządzenie się nie wzbudza). W celu sprawdzenia zbudowałem małosygnałowy model pętli sprzężenia zwrotnego i zasymulowałem w LTSPICE. Wygląda mi na to, że układ ma wzmocnienie DC ponad 135dB i już przy 6kHz osiąga dodatkowe 180° przesunięcia fazy, mając jeszcze ponad 120dB wzmocnienia, więc wydaje mi się, że niema prawa się nie wzbudzić, czy się gdzieś pomyliłem?.

    Druga sprawa to jak taki układ skompensować, wiem tyle: jeden biegun można usunąć natychmiast, wyrzucając kondensator podłączony do dzielnika, drugi przesunąć w górę zmniejszając rezystancję wyjściową wzmacniacza sterującego fet-ami, zmniejszył bym w ten sposób przesunięcie fazy przy 6kHz.
    Ale co dalej, kompensacja opóźnieniowa chyba nie wystarczy bo biegun dominujący musiał by być na jakiejś bardzo niskiej częstotliwości.
    Czy zmniejszać wzmocnienie, i lub dodać zera transmitancji?
    Nie wiem też dlaczego kompensowanie wpływu biegunów zerami się rzadko spotyka w praktyce, choć wg. teorii powinien to być dobry sposób.

    Dlaczego o to pytam - chcę się nauczyć stosować w praktyce to co było dla mnie do tej pory uczelnianą teorią.

    schemat
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431

    model:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431

    charakterystyka:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431
    Jak widać z powyższego Twego 'wywodu' wiesz tyle, iż nic nie wiesz ... :!: :idea:
    A przedstawiony wyżej schemat zastępczy tamtego zasilacza oraz podane z symulatora, czyli typowego ogłupiacza niedouczonych - lemat, który tu po raz kolejny został udowodniony - wykresy są tyle warte, ile warty jest doń wprowadzony schemat zastępczy analizowanego obwodu oraz wartości parametrów jego elementów.
  • IGE-XAO
  • Poziom 43  
    Nie można wykorzystać faktu zasilania układu stabilizatora z transformatora więc napięciem przemiennym i dorobić nawet mało wydajny powielacz napięcia, żeby mieć nadwyżkę napięcia dla MOSFETów N ale w dodatniej gałęzi zasilania? Tak na przykład na ten wzór:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431
    Dodatkowe elementy nie powinny przekroczyć ceny browara więc po co się bawić w coś, co ma szanse nie tyle nie działać ale i wkurzać?
  • Poziom 43  
    fuutro napisał:
    Nie można wykorzystać faktu zasilania układu stabilizatora z transformatora więc napięciem przemiennym i dorobić nawet mało wydajny powielacz napięcia, żeby mieć nadwyżkę napięcia dla MOSFETów N ale w dodatniej gałęzi zasilania? Tak na przykład na ten wzór:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431
    Dodatkowe elementy nie powinny przekroczyć ceny browara więc po co się bawić w coś, co ma szanse nie tyle nie działać ale i wkurzać?
    Przedmiotowy schemat zasilacza:
    Kompensacja częstotliwościowa LDO z TL431
    jest, dla wartości napięcia wyjściowego równego 13,8V, zaprojektowany poprawnie, ale pod warunkiem zastosowania stosownych do niego podzespołów i spełnieniu co wymogów pod obciążeniem wartości napięcia wejsciowego oraz - a o czym napisałem TU - zastosowania poprawnego dzielnika rezystorowego na wejściu układu TL431 i jego poprawnej kompensacji, a co jest wiedzą ogólnie dostępną w DataSheet i AplicationNote dostępnych na stronach producenta tego układu.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Jak widać z powyższego Twego 'wywodu' wiesz tyle, iż nic nie wiesz ... Exclamation Idea

    Przyznaje się, czy to mnie hańbi?, jak bym wiedział to bym nie pisał :) w końcu "wiem że nic nie wiem" słynny cytat i jest to dosyć podstawowa wiedza.

    Cytat:
    A znane - ponoć - "wady" tego programowanego źródła napięcia odniesienia wynikają li tylko z nieznajomości poprawnego układu zastosowania układu TL431.
    Zadałem sobie trud dogłębnego poznania wewnętrznej zasady działania TL431, jak również jego aplikacji, czy mogę prosić o argumenty dlaczego taka aplikacja jest nie do przyjęcia, bo w porównaniu, z innym popularnym LDO z TL431 i FET-em(opartym na dokumentacji TL'a) ten układ ma zaletę że nie potrzebuje wyższego napięcia pomocniczego. Czy można budować tylko poprawne układy z dokumentacji producenta ? Jeśli tak, to dlaczego TL431 jest tak często stosowany jako wzmacniacz błędu w przetwornicach i to jeszcze z transoptorem? - (jeszcze wyższy stopień zaawansowania tego się raczej nie da eksperymentalnie dobrze zrobić).

    Cytat:
    wykresy są tyle warte, ile warty jest doń wprowadzony schemat zastępczy analizowanego obwodu oraz wartości parametrów jego elementów.

    Trudno się nie zgodzić, dlatego właśnie znani konstruktorzy tacy jak Bob Widelar czy Bob Pease, byli zagorzałymi przeciwnikami SPICE'a bo takie użycie go prowadzi to to projektowania układów, których działania się nie rozumie i nie mają one związku z fizycznymi odpowiednikami. Ale zakładam że komputer może policzyć coś takiego za mnie, jeśli tylko będę wiedział co się dzieje i umiał wykryć błąd. Zawsze mogę policzyć transmitancję na kartce i z niej widmo, choć jeśli model jest zły, powinienem dojść do takich samych błędnych wniosków ;).

    Zbudowałem ten model wg mojej wiedzy która może być błędna.
    Dlatego potrzebuję pomocy Pana Quarz'a lub kogoś kto umie połączyć teorię z praktyką, bo chcę się tego nauczyć, jeśli się nie uda zawsze mogę wrócić do podejścia intuicyjnego i te bardziej skomplikowane przypadki omijać (choć nie zawsze się da).

    Jeśli się mylę to proszę o pokazanie mi w którym miejscu. Chyba że cała koncepcja jest zła - dlaczego?
    Na wejściu jest dzielnik przy napięciu ok 13.8V powinien dzielić przez 5.5 jest on obciążony kondensatorem 100n więc biegun przy ok 2.1kHz.
    TL431 zamodelowałem jako żródło prądowe sterowane napięciem (założenie na podstawie budowy stopnia wyjściowego TL431) o transkonduktancji 2.4 policzonej na podstawie wzmocnienia DC 55dB przy obciążeniu 232Ohm.
    Z charakterystyki Bode'go TL'a wynika że biegun jest około 10kHz.
    Dalej jest wzmacniacz o wspólnej bazie o wzmocnieniu 3 i rezystancji wyjściowej 3kOHm pracuje on na pojemność dwóch bramek FET'ów których pojemność oszacowałem na podstawie wykresu Total Gate Charge przyjmując średnią 30nC w punkcie gdzie widać efekt Millera więc przy 6V daje to 5nF na bramkę.
    Stąd biegun przy 5.3kHz. Dalej jest gorzej bo Transkonduktancja jednego tranzystora nie jest zbyt dobrze znana, przyjąłem wartość minimalną 27S, z katalogu (dwóch 54?) - zakładając że przy większej będzie gorzej. Ostatni stopień to rezystancja obciążenia ta zmienia wzmocnienie i położenie bieguna, zakładam że najgorzej będzie przy dużej Ro. Ale 100Ohm przyjąłem za wartość maksymalną, bo można taką powiesić na wyjściu na stałe, najwyżej straci się w niej te 2W. Zdaje sobie sprawę że nie uwzględniłem różnych nieznanych parametrów (np. zmiana transkonduktancji przy zmianie prądu katody w TL431, albo w tranzystorach, ale tego nie umiałem oszacować)

    Cytat:
    Nie można wykorzystać faktu zasilania układu stabilizatora z transformatora więc napięciem przemiennym i dorobić nawet mało wydajny powielacz napięcia, żeby mieć nadwyżkę napięcia dla MOSFETów N ale w dodatniej gałęzi zasilania? Tak na przykład na ten wzór:
    Znalazłem ten układ ale specjalnie wziąłem się za ten "trudniejszy" przykład do próby łączenia teorii z praktyką - napisałem że taki mam cel, mimo wszystko dzięki za pomoc.