07-08-2017, 10:00 PM
Поскольку тут возникли некоторые непонятки с тем как работает коррекция (да и я сам уже порядком подзабыл) я сконстраполячил схемку позволяющую посмотреть некоторые её особенности. И попробовать поиграться с разными элементами чтоб оценить их влияние.
Но сначала посмотрим на общую картину.
Что такое регулятор напряжения? Чаще всего это обычный усилитель с обратной связью. Но имеющий некоторые особенности. В отличии от УЗЧ он усиливает не звуковой сигнал, а сигнал своего
опорного напряжения. Т.е. его цель-поддерживать на выходе масштабированную копию своего опорного напряжения, тогда как цель УЗЧ (за исключением некоторых совсем криминальных удифильских потуг) поддерживать на выходе масштабированную копию своего входного напряжения. При обеспечении требуемого выходного тока.
Ещё одной частной особенностью большинства (но не всех) регуляторов напряжения является работа их выходного каскада на достаточно большую ёмкость. Это накладывает некоторый отпечаток на построение коррекции, требующейся для обеспечения устойчивости. А вообще-это та же система с обратной связью и принципы построения устойчивых систем-те же.
Поскольку выходная ёмкость является одним из элементов определяющих устойчивость, посмотрим как она может на неё влиять поподробней.
Эквивалентная схема выходного каскада представлена на рисунке.
R_OUT представляет собой выходное сопротивление оконечного каскада каскада, обратно пропорциональное его проводимости, которая, в свою очередь зависит от тока нагрузки.
Параллельно подключено сопротивление нагрузки, изменение которого и приводит к изменению выходного тока.
Таким образом это параллельное соединение и ёмкость конденсатора ( в данном случае электролита, поскольку она значительно больше ёкости керамики) образуют первый полюс коррекции.
Положение которого сильно гуляет при изменении тока нагрузки.
Кроме того в петле ОС будут ещё несколько полюсов, например полюс коррекции самого ОУ (в принципе не один, а несколько. Но сейчас для нас важен доминирующий полюс ОУ).
Плюс полюс дополнительного усилителя на Q3. Т.е. как минимум 3-4 полюса, задающих сдвиг фаз существенно превышающий 180 градусов и могущих приводить к генерации системы.
Для того чтоб этого не происходило, необходимо ввести в коррекцию нули, компенсирующие влияние части этих полюсов.
Один из таких нулей возникает благодаря наличию ESR выходного конденсатора. Хотя при использовании на выходе дополнительного керамического конденсатора, это ESR является причиной возникновения ещё одного полюса. Поэтому желательно, чтоб с одной стороны ноль вызываемый ESR возникал задолго до единичной частоты петлевого усиления и успевал скорректировать фазу на ней, а с другой стороны чтоб следующий полюс (ESR и С керамики) возникал после. В некоторых случаях это условие может не выполнятся и тогда наличие керамики на выходе может приводить к существенному уменьшению запаса по фазе или даже к потере устойчивости.
Ситуация усложняется тем что не только частота первого полюса но и усиление существенно зависит от тока нагрузки.
Но сначала посмотрим на общую картину.
Что такое регулятор напряжения? Чаще всего это обычный усилитель с обратной связью. Но имеющий некоторые особенности. В отличии от УЗЧ он усиливает не звуковой сигнал, а сигнал своего
опорного напряжения. Т.е. его цель-поддерживать на выходе масштабированную копию своего опорного напряжения, тогда как цель УЗЧ (за исключением некоторых совсем криминальных удифильских потуг) поддерживать на выходе масштабированную копию своего входного напряжения. При обеспечении требуемого выходного тока.
Ещё одной частной особенностью большинства (но не всех) регуляторов напряжения является работа их выходного каскада на достаточно большую ёмкость. Это накладывает некоторый отпечаток на построение коррекции, требующейся для обеспечения устойчивости. А вообще-это та же система с обратной связью и принципы построения устойчивых систем-те же.
Поскольку выходная ёмкость является одним из элементов определяющих устойчивость, посмотрим как она может на неё влиять поподробней.
Эквивалентная схема выходного каскада представлена на рисунке.
R_OUT представляет собой выходное сопротивление оконечного каскада каскада, обратно пропорциональное его проводимости, которая, в свою очередь зависит от тока нагрузки.
Параллельно подключено сопротивление нагрузки, изменение которого и приводит к изменению выходного тока.
Таким образом это параллельное соединение и ёмкость конденсатора ( в данном случае электролита, поскольку она значительно больше ёкости керамики) образуют первый полюс коррекции.
Положение которого сильно гуляет при изменении тока нагрузки.
Кроме того в петле ОС будут ещё несколько полюсов, например полюс коррекции самого ОУ (в принципе не один, а несколько. Но сейчас для нас важен доминирующий полюс ОУ).
Плюс полюс дополнительного усилителя на Q3. Т.е. как минимум 3-4 полюса, задающих сдвиг фаз существенно превышающий 180 градусов и могущих приводить к генерации системы.
Для того чтоб этого не происходило, необходимо ввести в коррекцию нули, компенсирующие влияние части этих полюсов.
Один из таких нулей возникает благодаря наличию ESR выходного конденсатора. Хотя при использовании на выходе дополнительного керамического конденсатора, это ESR является причиной возникновения ещё одного полюса. Поэтому желательно, чтоб с одной стороны ноль вызываемый ESR возникал задолго до единичной частоты петлевого усиления и успевал скорректировать фазу на ней, а с другой стороны чтоб следующий полюс (ESR и С керамики) возникал после. В некоторых случаях это условие может не выполнятся и тогда наличие керамики на выходе может приводить к существенному уменьшению запаса по фазе или даже к потере устойчивости.
Ситуация усложняется тем что не только частота первого полюса но и усиление существенно зависит от тока нагрузки.
Nobody Is Perfect