Svenska ElektronikForumet

Jag sitter å filar lite på ett switchagg, kommer antagligen att bli med
lm5030 (datablad: http://www.elfa.se/pdf/73/732/07326778.pdf ) som regulator och i stort efter exemplet i databladet men får inte riktigt rätsida på hur "Slope compensation" egentligen fungerar. Det står lite kortfattat om det på sid 8 i databladet.

Jag är med på problemet med Subharmonisk oscillation och tror mig förstå varför det kan uppstå. Jag är även med på att "Slope compensation" är till för att åtgärda detta. Det jag inte förstår är hur/varför det fungerar. Om man kollar på blockschemat på sid 2 ser man en "Slope compensation generator" som verkar generera en sågtandsström av alla saker... Nån som kan förklara hur detta kan motverka självsvängningar?

Det verkar vara någon slags "leading edge blanking" liknande funktion, den sänker helt enkelt överströmskomparatorns känslighet i början av pulsen för att undvika att överströmsskyddet aktiveras av strömrusningar till spolen.

Jo, det finns en sån funktion också men det är väl inte det som slope compensationen är. Leading edge blankingen är för att få bort brus när man slår på mosfetarna. SC'n däremot skulle ha nåt med feedback stabiliteten att göra vad jag förstod.

Vad jag har förstått, är LEB ett sätt för kretsen att ignorera strömrusningar/"strömbrus" under dom första nanosekunderna av pulsen, som annars skulle störa currentmode-regleringen.
Slope compensation verkar vara någon slags vidareutveckling av det, sågtandspulsen adderas till CS-signalen, och därmed verkar man få något slags ökande känslighet ju längre tid klockpulsen tagit?

På sidan 8 i databladet skriver de lite om SC, där menar de på att det skall vara nån slags kompensering i feedback kopplingen så att den inte självsvänger (typ som kompenserade opampar eller förstärkare). Därför tror jag inte att det har nåt med LEB att göra...

Precis - och som jag förstår det, så adderas CS med sågtanden, förmodligen för att regleringen ska fördröjas så långt som möjligt in på pulsen, där strömmen (förhoppningsvis) är stabilare.

Slope compensation används för att göra kretsen stabil då man har pulsbredder på över 0.5, och är speciellt bra att använda i en forward converter.

Tittar man lite på strömmens vågformer i ideala fallet och i ett fall då man inför en liten störning ser man att störningen fortplantar sig och dör aldrig ut när man har D > 0.5 (kanske tom ökar i amplitud).

Lättaste sättet att göra det på är att peta in ett beroende av strömmen på rc-ingången till kretsen. Nu vet jag iofs inte just hur den kretsen du använder ser ut, men jag bygger en flugrygg med liknande funktioner själv.

Loial: En sådan addering borde väl leda till att comparatorn slår till tidigare, inte senare? Jag tror ändå inte SC är till mot störningsskydd (vilket LEB är)...

Millox:
Flugrygg
Det är en pushpull jag själv sitter å filar på.

Jo, som sagt, jag är med på att det kan bli problem utan kompensering i continous mode (D>0.5), och även att SC är tänkt att lindra detta. Det jag var nyfiken på var lite mer i detalj hur detta, att man adderar strömmen till PWM sågtanden, kan tänkas lindra problemet.

Om problemet fortfarande är aktuellt:
Har funderat lite mer om SC nu, och ju mer jag läser desto mer tycker jag det liknar en smartare typ av LEB. I början av pulsen, är känsligheten för strömstörningar mindre.
Komparatorn slår till tidigare vid addering/multiplikation, ja - men man måste ju ändra feedback på komparatorn för att motverka detta.

Funderar på om inte CS multipliceras till SC, inte adderas BTW...
Så, nåt i stil med:

I(komp)=I(CS)*I(slope)*(lämplig konstant)

I(komp)=från strömkomparatorn, vidare till PW-modulation.
I(CS)=uppmätt ström
I(slope)=currentslope-ström

Säg t.ex. att SC går från 0-1, resultatet av detta, blir ju att den ström som används i komparatorn blir mer "äkta" ju längre in på pulsen man kommer, för att nå upp till peak-värdet där pulsen stängs.

(obs att jag inte jämför LEB med SC - det är två funktioner för att tackla samma problem skulle man också kunna säga)

...Hoppas nån förstår mitt yrande

Jodå, det är fortfarande aktuellt. Jag har också suttit och grunnat. Jag tror jag förstår hur regulatorn funkar, även om jag fortfarande inte förstår exakt vilket fenomen SC är. Jag tror det är två stycken regerloopar. En inre reglerloop som styr strömmen i spolen (Därav att det står Current mode control lite varstans i databladet). Sen har man en yttre reglerloop som mäter skillnaden mellan är och börvärdet och låter detta styra strömmen i spolen.

Det är sant som du säger att det är värdet en bit in som blir avgörande, dvs switchtransienter hinner dö ut lite, men jag tror det är en bonus man får på köpet och inte huvudsyftet... Iallafall, såhär tror jag det fungerar nu



En miss jag gjort är att vi arbetar i Continuous mode, dvs strömmen stängs aldrig av i spolen helt. Tvärt om så tror jag den kan betraktas som ganska konstant.

Om vi antar en ganska konstant inspänning på CS med relativ låg resistans (t.ex ett 0.2 ohms shunt motstånd kopplat mellan source och jord) så kommer de 45uA sågtand att leda till ett 90mV spännings sågtand (45uA * 2k) överlagrad på den spänning som kommer från CS (den spänning som är ett mått på strömmen)

Vidare, när denna spänning C = CS + 90mV sågtand överstiger det minsta värdet av A och B kommer pulsen att brytas. I vidare resonemang kommer jag att anta att A alltid är lägre än B och bara prata om A.



Som man ser blir det en negativ feedback loop där.
*Eftersom PWM genomsnittet sjunker då CS närmar sig A så kommer CS aldrig att kunna gå över A.
*Om CS går mkt under A kommer PWM genomsnittet att vara stort så vilket ökar strömmen så CS kommer inte att gå mkt under A heller.

Istället kommer CS att följa spänningen på A ganska väl. Detta innebär att spänningen A bestämmer CS och därför även strömmen i spolen (eftersom strömmen är proportionell mot spänningen CS). Därav namnet "Current mode" skulle jag tro. Det är detta som är den "Inre feedback loopen"

Eftersom spänningen in på COMP styr strömmen via spolen in i kondensatorn (istället för en genomsnittlig PWM spänning in på ett LC filter vilket är fallet om man jordar CS) får man bara en fasförskjutning på 90 grader (orsakad av kondensatorn enbart), eller en pol som reglerarna säger.
Man kommer ifrån problemet att ett LCfilter har en dubbelpol som ger 180 graders fasvridning vilket är mkt problematiskt i feedbacksammanhang.

Via COMP kopplar man dena "Yttre feedback loop" som ser till att rätt spänning ligger på kondensatorn.


Summa kardemumma blir ialafall (Om jag tänkt rätt) att det bara är att koppla in strömmätning på CS så ger sig den inre feedbacken automatiskt utan krångel. Sen ser man bara PWM steget med lm5030, spolar och filter och kondningar som en kraftig opamp som fasvrider 90 grader vid de flesta frekvenser och kopplar feedbacken (den yttre) som vanligt. Dvs inget krångel, koppla in och låt fungera :)

Mysteriet med "Slope compensation" kvarstår dock... är Current Feedback = Slope compensation? Dunno...

"Slope compensation" används för att få en stabil reglering när man ökar duty-cyclen över 50% och befinner sig i continious mode.

"Leading Edge Blanking" används för att få switchregulatorn att bortse från de strömspikar som kommer i början av varje switchning (p.g.a. läckinduktans), och kopplar helt enkelt bort strömregleringen under en kort tid i början av varje switchcykel.

Länkar: http://www.elecdesign.com/Files/29/10526/10526.pdf

http://www.edn.com/article/CA300028.htm ... esignideas

Hämtat från ovanstående pdf:
"Designers can avoid these oscillations
by adding a small fixed ramp
(slope) to the current sense signal."
Det var ungefär det jag försökte svamla mig fram till

Jaha, då är Slope compensation det som jag kallade för Current-Feedback. Man skapar en inre reglerloop mha. "Slopecompensation" PWM pulsen så att CS i genomsnitt följer styrsignalen A. Detta i sin tur gör att den yttre reglerloopen kan reglera strömmen in i kondensatorn och inte spänningen över LC filtret.

Tackar för all feedback. Databladen är väldigt sparsamma med information om hur det funkar. Står oftast endast att det funkar.

Ny fråga:

En Stömtransformator (som används på sid 9 i databladet), är det en vanlig transformator där ena lindningen bara är 1 varv eller är den lindad på nåt speciellt sätt?

Labbat lite med en sån där koppling och den spänning jag får ut på sekundärsidan verkar vara derivatan av strömmen på primärsidan vilket iofs verkar rimligt, men hur kan detta användas för att läsa av strömmen som sådan. Det är ju den jag är intresserad av att få in på CS. Shuntmotstånd kan man ju för all del använda men jag är nyfiken på hur detta är tänkt att funka...