Превышение выходного напряжения на выходе DC/DC LTC3112 под нагрузкой, управляемом ЦАПом Опции

[ReMaster]

Прикрепляю схему на LTC3112, которую планирую использовать управляемом источнике питания (на выходе нужно получить от 2,5В до 14В). Красным отмечены изменения в номиналах относительно рекомендуемых производителем, а также добавленные/исключенные элементы. From dac+buf - это выход буферизированного ЦАПа с указанным диапазоном напряжений.

Схема работает устойчиво, но при больших нагрузках напряжение на выходе получается немного завышенным относительно того, что было до подключения нагрузки. Например, если на выходе 5.0В при 100 мА, то на 2,5А уже 5.1В.
Это при устойчивых (милливольт в милливольт) напряжениях на входе и на выходе ЦАПа.

Про больших нагрузках на резисторе, том что от FB идет, падение получается около 50 мВ. То же самое получается, если этот резистор переставить правее узла, где он сейчас соединяется с конденсатором в 22 пФ (это подключение считаю наиболее правильным).

В чем может быть причина завышения напряжения под нагрузкой? Как обеспечить идентичность напряжений при разных нагрузках?

[maugli]

Зачем лепить резисторы непонято как влияющие на микросхему , когда есть специальные ЦАПы с токовым выходом , предназначенные для управления выходным напряжением DC/DC , типа DS4422 .

[Александр Козлов]

А вы проверили ваш источник при работе на динамическую нагрузку ?
Подобный симптом является, как правило, признаком неправильной коррекции петли обратной связи (мал запас по фазе).

[ReMaster]

А вы проверили ваш источник при работе на динамическую нагрузку ?
Подобный симптом является, как правило, признаком неправильной коррекции петли обратной связи (мал запас по фазе).

Проверял только на 20 Вт резистор. Можете более подробно рассказать о коррекции? В даташите были формулы расчета номиналов и частот - по ним, вроде, все сходится... Но могу и ошибаться... чего-то не учесть... В какую сторону копать?

[Александр Козлов]

Проверял только на 20 Вт резистор.

Сделайте модулятор тока нагрузки. Параллельно нагрузке транзистор с 2Вт резистором в коллекторе, на базу управляющий сигнал от генератора (100-1000Гц).
Подключите осциллограф к выходу и смотрите форму переходного процесса. Он должен быть апериодическим.

Сообщение отредактировал Herz - Nov 23 2013, 13:25

Причина редактирования: Оформление цитаты

[ReMaster]

"Проверял только на 20 Вт резистор. "

Сделайте модулятор тока нагрузки. Параллельно нагрузке транзистор с 2Вт резистором в коллекторе, на базу управляющий сигнал от генератора (100-1000Гц).
Подключите осциллограф к выходу и смотрите форму переходного процесса. Он должен быть апериодическим.

Под 2Вт резистором Вы понимаете резистор на порядок меньшего сопротивления, чем я сейчас использую?

Пока могу привести осциллограммы подключения (рис. с проседанием) и отключения (рис. со всплеском) нагрузки примерно в 1,47 Ом на 5В. После подключения напряжение от 5,0В медленно, примерно за 10-15 секунд, поднимается до 5,15В.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Myron]

Пока могу привести осциллограммы подключения (рис. с проседанием) и отключения (рис. со всплеском) нагрузки примерно в 1,47 Ом на 5В. После подключения напряжение от 5,0В медленно, примерно за 10-15 секунд, поднимается до 5,15В.

Судя по приведенному времени, похоже, что происходит прогрев компонентов обратной связи и/или самой ИС.
Для чистоты эксперимента предлагаю проделать:
1. Включить без нагрузки. Померить напряжение. Подождать 20-30мин (так как не знаю ваш конструктив) и померить напряжение опять. Сравнить.
2. Подключить любимую нагрузку и померить напряжение через 30-60сек. Оставить под нагрузкой на 20-30 мин и померить напряжение. Сравнить.
3. Нагреть плату без нагрузки любым доступным способом до 60-70 градусов, контролируя изменение напряжения.
4. Проделать тоже, что и в п.3 под нагрузкой.
Если изменения укладываются в 2-3 процента, у вас 2 выхода.
1. Послать вашего темного начальника и забить/оставить так как есть.
2. По@@@@@@я с термокомпенсацией. Результат плохо предсказуем, могу пообещать улучшение в 2-3 раза максимум, да и то, если понимаете, как это сделать. Если никогда не делали - забейте.
Если изменения более 3-х% - перейти к предыдущему подпункту. с тем же непредсказуемым результатом.

Опять настойчиво предлагаю, забить или провести компенсацию с помощью имеющегося МС. Результат предсказуем - можно получить до 0.5-1% в диапазоне температур (и, если будете последовательным, и в диапазоне питающего напряжения). Задача при этом видоизменится и надо будет правильно измерять температуру в правильном месте на плате и обеспечить подстройку правильно, без опережения и перерегулирования. преимущество этого пути - возможность корректирвать программу и результаты (при необходимости) даже после начала поставок готового изделия.

[ReMaster]

...
Опять настойчиво предлагаю, забить или провести компенсацию с помощью имеющегося МС. Результат предсказуем - можно получить до 0.5-1% в диапазоне температур (и, если будете последовательным, и в диапазоне питающего напряжения). Задача при этом видоизменится и надо будет правильно измерять температуру в правильном месте на плате и обеспечить подстройку правильно, без опережения и перерегулирования. преимущество этого пути - возможность корректирвать программу и результаты (при необходимости) даже после начала поставок готового изделия.

Спасибо за рекомендации. Т.е. переходы при подключении/отключении нагрузки вполне корректны?

А зачем, вообще этот резистор? А при малых нагрузках каково падение на этом резисторе? Если меньше и меняется примерно линейно от тока нагрузки, то можно попытаться скомпенсировать обратной связью по постоянному току усилителя, поставив резистор между COMP и FB. А резистор последовательно с FB (180к) надо убрать.

Без этого резистора преобразователь вообще не прокачивает токи, более 1А. А происходит это из-за того, по моему мнению, что (выдержка из даташита):
For this current limit feature to be most effective, the Thevenin resistance from the FB to ground should exceed 100kΩ.

Падение на нем, как я вижу, линейно (вы правы), и на больших токах имеет указанное ранее значение.

И вопрос: как правильно подобрать (рассчитать) компенсирующий резистор, предложенный вами?

Сообщение отредактировал ReMaster - Nov 24 2013, 06:27

[MikeSchir]

Падение на нем, как я вижу, линейно (вы правы), и на больших токах имеет указанное ранее значение.

И вопрос: как правильно подобрать (рассчитать) компенсирующий резистор, предложенный вами?

Похоже, что такое изменение напряжения на выходе происходит при переходе источника из Burst mode в нормальный режим (см. характеристики мс, например: стр. 7, нижний правый рис. ) и не является температурной нестабильностью. Это свойство принципиально заложено в работу мс, и от него можно было бы избавиться если приблизить границу Burst mode к 0 А, но... см. стр.5, рис. вверху в середине.
Как посчитать компенсирующий резистор? Не знаю Прикинуть можно. Например так. Нужно создать противоэдс равную падению на Вашем любимом резисторе. Опуская процесс прикидки получаем величину резистора между FB и COMP примерно 1...10МОм, т.е. нужно подобрать.

[ReMaster]

Похоже, что такое изменение напряжения на выходе происходит при переходе источника из Burst mode в нормальный режим (см. характеристики мс, например: стр. 7, нижний правый рис. ) и не является температурной нестабильностью. Это свойство принципиально заложено в работу мс, и от него можно было бы избавиться если приблизить границу Burst mode к 0 А, но... см. стр.5, рис. вверху в середине.
Как посчитать компенсирующий резистор? Не знаю Прикинуть можно. Например так. Нужно создать противоэдс равную падению на Вашем любимом резисторе. Опуская процесс прикидки получаем величину резистора между FB и COMP примерно 1...10МОм, т.е. нужно подобрать.

Я удерживаю вывод PWM/SYNC постоянно в лог.1 (3.3В), поэтому предполагаю, что источник постоянно в ШИМ режиме находится... или я ошибаюсь?

по поводу резистора - понял...

[MikeSchir]

Я удерживаю вывод PWM/SYNC постоянно в лог.1 (3.3В), поэтому предполагаю, что источник постоянно в ШИМ режиме находится... или я ошибаюсь?

по поводу резистора - понял...

А посмотреть осциллографом - слабо? Этот раздел ДШ я ещё не читал, да и не надо мне