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BUCK空載時可以用電壓電流雙閉環(huán)嗎?如何解決空載到負載轉換的控制?

我用數字芯片28335做了一個基本的BUCK電路,閉環(huán)數字控制。

在實際使用的工況是:BUCK需要給后端的電機控制器供電,所以一開始就會有運行是空載的情況,然后電機運行會轉換到有負載的情況。

我現在思路是想用電壓電流雙閉環(huán)來控制,提高系統(tǒng)動態(tài)性能,但是我覺得空載時候沒有電流好像沒法實現雙閉環(huán),所以想來請教一下,BUCK電路在空載和有負載的情況下控制方法是什么?應該怎么樣去轉換控制方法?

(我自己嘗試了一種方法:判斷輸出電流值Io。當Io小于設定值時,用電壓單閉環(huán);當Io大于設定值時,用電壓電流雙閉環(huán)。但是在兩種控制方法轉換的時候因為電流環(huán)PI初始輸出為0,所以電壓會有一個很大的下降,影響了后端電機控制器負載的正常運行。

非常希望能得到您的回答,不勝感激!

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top041376
LV.6
2
2018-06-27 09:15
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hylylx
LV.9
3
2018-06-27 10:55
為什么要轉換,兩個都放在那,輪到誰就是誰。
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DWIMOW123
LV.1
4
2018-06-27 12:20
@hylylx
為什么要轉換,兩個都放在那,輪到誰就是誰。

感謝您的回答,我好想沒太能理解您說的意思,現在我想的是空載輕負載的情況下用電壓單閉環(huán),到一定負載之后用電壓電流雙閉環(huán),所以需要一個輸出電流的判斷條件來選擇這兩種控制方法。

您的意思是把兩種控制方法同時放在程序里嗎,那樣的話怎么來判斷運行哪一種方法?希望能得到您的指點。

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hylylx
LV.9
5
2018-06-27 14:46
@DWIMOW123
感謝您的回答,我好想沒太能理解您說的意思,現在我想的是空載輕負載的情況下用電壓單閉環(huán),到一定負載之后用電壓電流雙閉環(huán),所以需要一個輸出電流的判斷條件來選擇這兩種控制方法。您的意思是把兩種控制方法同時放在程序里嗎,那樣的話怎么來判斷運行哪一種方法?希望能得到您的指點。
你都已經說的很清楚了,誰的條件滿足就讓誰出頭了。
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DWIMOW123
LV.1
6
2018-06-27 16:40
@hylylx
你都已經說的很清楚了,誰的條件滿足就讓誰出頭了。

呃呃對的,但是現在問題是轉換的時刻由于雙閉環(huán)PI輸出從0開始上升,造成電壓會有一個不小的下降,不知道這個問題可不可以通過調節(jié)PI來完善,或者用其他的補償?

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DWIMOW123
LV.1
7
2018-06-28 10:43
特別希望各位大神能夠給小弟一些建議,現在思路實在是比較亂,不知道該如何下手了,先謝謝各位了。
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2018-06-29 14:52
@DWIMOW123
特別希望各位大神能夠給小弟一些建議,現在思路實在是比較亂,不知道該如何下手了,先謝謝各位了。

首先你要明確電壓和電流閉環(huán)控制的作用和目的:

1.電壓環(huán)和電流環(huán)的作用是:通過電壓或電流反饋與基準比較放大后控制占空比,達到調整輸出電壓或電流目的。

2.對于電源來說,都是以負載的理想需求而服務的。如果負載需要電壓穩(wěn)定,就當以電壓環(huán)為主,電流環(huán)只起到限流保護作用。當負載需要電流穩(wěn)定,那就要以電流環(huán)為主,電壓環(huán)起到限壓保護作用。

3.對于你說的空載到負載之間轉換時,由于電流環(huán)的影響造成電壓有較大波動。其實你要的答案就在你的問題中,如果這時候需要電壓的穩(wěn)定,就應當避免電流環(huán)的影響。

4.負載變化引起輸出電壓變化有兩個指標來衡量,一個是負載調整率,另外一個是動態(tài)響應,這兩個指標都和反饋環(huán)路中參數設計有關。

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DWIMOW123
LV.1
9
2018-07-05 08:54
@峰谷浪子
首先你要明確電壓和電流閉環(huán)控制的作用和目的:1.電壓環(huán)和電流環(huán)的作用是:通過電壓或電流反饋與基準比較放大后控制占空比,達到調整輸出電壓或電流目的。2.對于電源來說,都是以負載的理想需求而服務的。如果負載需要電壓穩(wěn)定,就當以電壓環(huán)為主,電流環(huán)只起到限流保護作用。當負載需要電流穩(wěn)定,那就要以電流環(huán)為主,電壓環(huán)起到限壓保護作用。3.對于你說的空載到負載之間轉換時,由于電流環(huán)的影響造成電壓有較大波動。其實你要的答案就在你的問題中,如果這時候需要電壓的穩(wěn)定,就應當避免電流環(huán)的影響。4.負載變化引起輸出電壓變化有兩個指標來衡量,一個是負載調整率,另外一個是動態(tài)響應,這兩個指標都和反饋環(huán)路中參數設計有關。

您好,非常感謝您的回答,讓我收獲頗多!

還有幾個問題,想要問您,

1、這個電流環(huán)限流是怎樣實現的?

2、現在是我想在有負載的情況下使用電壓電流雙閉環(huán),所以最好是不要去掉電流環(huán)。

3、您的意思是我調整PI的參數到合適的值就可以得到想要負載調整率和動態(tài)響應對嗎?

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2018-07-05 09:17
@DWIMOW123
您好,非常感謝您的回答,讓我收獲頗多!還有幾個問題,想要問您,1、這個電流環(huán)限流是怎樣實現的?2、現在是我想在有負載的情況下使用電壓電流雙閉環(huán),所以最好是不要去掉電流環(huán)。3、您的意思是我調整PI的參數到合適的值就可以得到想要負載調整率和動態(tài)響應對嗎?

1、這個電流環(huán)限流是怎樣實現的?——只要裝電流環(huán)的電流設計到最大輸出電流即可。低于該設定值時電流環(huán)不工作,只有電壓環(huán)工作,此時表現為恒壓狀態(tài)。當負載電流達到設定值時,此時電壓環(huán)將不工作,只有電流環(huán)工作,此時表現為恒流狀態(tài)。

2、現在是我想在有負載的情況下使用電壓電流雙閉環(huán),所以最好是不要去掉電流環(huán)。——同上。

3、您的意思是我調整PI的參數到合適的值就可以得到想要負載調整率和動態(tài)響應對嗎?——動態(tài)響應和調整率與反饋環(huán)路的參數設計、芯片的控制模式(電流型優(yōu)于電壓型)有直接或間接關系!

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DWIMOW123
LV.1
11
2018-07-06 09:51
@峰谷浪子
1、這個電流環(huán)限流是怎樣實現的?——只要裝電流環(huán)的電流設計到最大輸出電流即可。低于該設定值時電流環(huán)不工作,只有電壓環(huán)工作,此時表現為恒壓狀態(tài)。當負載電流達到設定值時,此時電壓環(huán)將不工作,只有電流環(huán)工作,此時表現為恒流狀態(tài)。2、現在是我想在有負載的情況下使用電壓電流雙閉環(huán),所以最好是不要去掉電流環(huán)?!稀?、您的意思是我調整PI的參數到合適的值就可以得到想要負載調整率和動態(tài)響應對嗎?——動態(tài)響應和調整率與反饋環(huán)路的參數設計、芯片的控制模式(電流型優(yōu)于電壓型)有直接或間接關系!

非常感謝您的耐心回答!

我還想問一下,一般的開關電源都是這樣的控制方法對嗎?

還有就是電流環(huán)我看大家采電感處電流比較多,這是為什么?我可以用輸出電流做閉環(huán)嗎?這兩者有什么區(qū)別?

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2018-07-06 15:51
@DWIMOW123
非常感謝您的耐心回答!我還想問一下,一般的開關電源都是這樣的控制方法對嗎?還有就是電流環(huán)我看大家采電感處電流比較多,這是為什么?我可以用輸出電流做閉環(huán)嗎?這兩者有什么區(qū)別?

我還想問一下,一般的開關電源都是這樣的控制方法對嗎?——有單電壓環(huán),有電壓電流雙環(huán),也有單電流環(huán),具體看負載需要。

還有就是電流環(huán)我看大家采電感處電流比較多,這是為什么?我可以用輸出電流做閉環(huán)嗎?這兩者有什么區(qū)別?——采電感處電流這個問題不完整,不知道你說的是哪一個電感。閉環(huán)控制當然指的是輸出電流,如果采樣變壓器初級電流一般就是做電流型控制模式,和做過流保護控制用。

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DWIMOW123
LV.1
13
2018-07-06 19:31
@峰谷浪子
我還想問一下,一般的開關電源都是這樣的控制方法對嗎?——有單電壓環(huán),有電壓電流雙環(huán),也有單電流環(huán),具體看負載需要。還有就是電流環(huán)我看大家采電感處電流比較多,這是為什么?我可以用輸出電流做閉環(huán)嗎?這兩者有什么區(qū)別?——采電感處電流這個問題不完整,不知道你說的是哪一個電感。閉環(huán)控制當然指的是輸出電流,如果采樣變壓器初級電流一般就是做電流型控制模式,和做過流保護控制用。

我現在做的是BUCK斬波電路,這個地方說的電流就是輸出電容前面的電感處電流,輸出電容后端為輸出電流,電感電流=電容電流+輸出電流。

這個地方是應該采輸出電容后面的輸出電流來做閉環(huán)嗎?

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2018-07-07 10:09
@hylylx
為什么要轉換,兩個都放在那,輪到誰就是誰。
這個回復很好,服氣
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2018-07-09 13:47
@DWIMOW123
我現在做的是BUCK斬波電路,這個地方說的電流就是輸出電容前面的電感處電流,輸出電容后端為輸出電流,電感電流=電容電流+輸出電流。這個地方是應該采輸出電容后面的輸出電流來做閉環(huán)嗎?
一般情況下,電感電流作為控制用,輸出電流作為反饋用。
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DWIMOW123
LV.1
16
2018-07-19 10:13
@峰谷浪子
一般情況下,電感電流作為控制用,輸出電流作為反饋用。
那反饋回來的電流不是用來控制的嗎?
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2018-07-19 14:06
@DWIMOW123
那反饋回來的電流不是用來控制的嗎?
作用上有區(qū)別,一個是過流保護或脈寬調制用,一個是恒定輸出電流用
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DWIMOW123
LV.1
18
2018-07-23 09:02
@峰谷浪子
作用上有區(qū)別,一個是過流保護或脈寬調制用,一個是恒定輸出電流用
也就是說電感電流是用來做保護或者做雙閉環(huán)的內電流環(huán),而輸出電流是用來控制輸出電流恒定的作用的對嗎?
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2018-09-28 13:44

我現在也在做雙環(huán)的BUCK電路控制。發(fā)現在做限流時,當電感電流進入到DCM與CCM交替的時候,環(huán)路不穩(wěn),而且負載動一點點,環(huán)路參數都需要去調才能穩(wěn)。

而當完全進入DCM或者CCM時,環(huán)路就可以穩(wěn)定,請問這種問題是何原因?有遇到過嗎?

我用的是平均電流控制,純數字控制。

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