네거티브 인덕턴스 및 캐스케이드 DC / DC 컨버터 불안정


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계단식 DC / DC 컨버터 쌍을 디버깅하려고하는데 벽돌 벽에 부딪 쳤습니다. 현지 FAE는 아마도 두 번째 컨버터의 "네거티브 입력 인덕턴스"와 관련이 있으며 첫 번째 컨버터의 안정성을 엉망으로 만들지 만 FAE는 더 많은 도움을 줄 수는 없다고 말했다. 문제는이 문제에 대한 앱 노트, 논문, 서적 등을 찾을 수 없다는 것입니다.

내 질문은 : 당신은 그러한 문제에 대한 문헌을 알고 있습니까? 아니면 더 시도해 볼만한 것들에 대한 아이디어가 있습니까?

여기 내 설정이 있습니다 ...

변환기 1 : + 4v ~ + 12v @ 1 앰프 출력 부스트 변환기. 스위칭 주파수는 약 350KHz입니다. 변환기 2 : 이것은 실제로 10- 와트 와트 D 급 오디오 증폭기 (기본적으로 스위칭 벅 변환기 임)입니다. 스위칭 주파수는 약 310KHz입니다.

그리고 문제는 ...

변환기 1은 변환기 2 대신 저항 부하에서 잘 작동합니다. 오디오 주파수에서 저항을 켜고 끄는 경우에도 작동합니다.

벤치 탑 전원 공급 장치에서 전원을 공급할 때 변환기 2가 제대로 작동합니다.

변환기 1이 변환기 2를 공급할 때 MOSFET을 통한 과전류로 인해 C1이 셧다운됩니다. 오디오 주파수가 낮 으면 더 쉽게 종료됩니다. 1KHz 사인파 위에서는 제대로 작동하는 것 같습니다. 셧다운시 전력 출력은 컨버터가 개별적으로 수행 할 수있는 것의 약 50 %에 불과합니다.

아이디어? 포인터?

업데이트 : 문제를 발견했습니다.

두 가지 버그가있었습니다 ...

  1. 기본적으로 Olin은 정확했습니다. 나는 계산을 잘못했다. 첫 번째 변환기는 제공하는 전류의 두 배를 공급할 수 있어야했습니다. 1A에서 + 12v 대신 2A가 필요했습니다.

  2. 변환기 1은 전류 모드 변환기로 MOSFET과 GND 사이에 전류 감지 저항이 있습니다. 이 신호 경로에 대한 PCB 트레이스 및 비아가 작업에없는 것으로 보입니다. 4 ~ 24 밀리 옴 범위의 여러 저항을 시도했지만 트레이스 / 비아가 5 또는 10mOhm을 추가하고 있다고 의심합니다. 결과적으로 원하는 시간보다 빨리 과전류가 발생했습니다.

디버그 프로세스에서 나머지 회로에서 변환기 1을 분리하고 저항 부하에 견고한 2A를 제공하도록 조정했습니다. 일단 견고 해지면 오디오 앰프에 다시 연결하고 모든 예상되는 부하 및 오디오 주파수에서 제대로 작동했습니다.

따라서 음의 인덕턴스와는 아무 관련이 없습니다.

대부분 디지털 사람이기 때문에 나는 아날로그에 훨씬 더 좋아지고 있습니다! :)


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최소한 종료됩니다. 우리는 폭발합니다. :( 첫 번째 변환기에서 작동하는 저항 부하가 증폭기 테스트와 동일하거나 더 큰 전력을 소비하고 있습니다. 앰프의 비 효율성을 포함합니까? 풀 스케일 사인파와 동등한 저항을 평가하지 않은 다음 앰프를 테스트합니다. 본격적인 구형파 또는 이와 유사한 것?
endolith

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출력 1에서 심각하게 큰 커패시터를 사용해 보셨습니까? 너무 크면 첫 번째 변환기의 시작을 막기 위해 저항을 충전해야 할 수도 있습니다.
Russell McMahon

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@endolith 예, Converter1이 종료되면 RMS 측정에 따라 저항 부하로 수행 할 수있는 것의 50 %에서 실행됩니다.

@Russell 우리는 적은 성공으로 그들 사이에 캡 및 / 또는 인덕터를 배치하려고 시도했다. 그러나 우리는 아직 거대한 무서운 모자를 시도하지 않았습니다.

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문제를 해결 한 경우 자신의 질문에 대한 답변으로 게시하십시오. 질문을 편집하지 마십시오.
mjh2007

답변:


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숫자에서 오디오 출력이 파형의 최대 피크에있을 때 순간적으로 그리는 것처럼 보입니다. 변환기 1에 대해 너무 큰 이유는 변환기 1이 순간 피크보다는 평균을 더 많이 볼 수 있기 때문에 더 높은 주파수에서 작동하는 이유를 설명합니다. 현재 추첨.

변환기 1은 1A에서 12V를 12W로 내 보냅니다. 10W RMS 오디오 파워를 내기 위해서는 오디오 파형의 피크가 순간적으로 두 배가됩니다. 이것은 설명에 따라 변환기 1을 거의 2 배 과부하시킵니다. 1kHz 오디오 출력에서 ​​과부하는 한 번에 약 250µs 동안 만 발생합니다. 평균 드로우가 정상이므로 변환기 1에 오류가 발생하지 않습니다.

물론 이것은 추측 일 뿐이지 만 제공 한 정보와 일치합니다.


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FAE가 혼란 스럽다고 생각합니다.

앰프는 첫 번째 DC-DC 스테이지에 일정한 전력을 공급합니다. 1 단계 출력 전압이 내려 가면 앰프는 더 많은 전류를 끌어와 동일한 출력 전력을 유지합니다. 따라서 증폭기는 음의 '인덕턴스'가 아닌 음의 임피던스 특성을 나타냅니다.

음의 임피던스 부하는 안정성에 영향을 미칩니다. 네거티브 임피던스의 크기가 전원 공급 장치의 출력 LC 필터 댐핑 네트워크를 취소하면 전원 공급 장치가 진동 할 수 있습니다.

벤처 산업 에는 안정성에 관한 일련의 논문이 있습니다 (H. Dean Venable = 제어 시스템 전문가). TP-12를 확인하십시오 (무료 등록 필요).

DC / DC 스테이지 (불규칙한 펄스, 정현파 리플)에서 불안정한 징후가 보이지 않으면 조기 종료가 루프 상호 작용으로 인한 것이 아닙니다.


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