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BUCK空载时可以用电压电流双闭环吗?如何解决空载到负载转换的控制?

我用数字芯片28335做了一个基本的BUCK电路,闭环数字控制。

在实际使用的工况是:BUCK需要给后端的电机控制器供电,所以一开始就会有运行是空载的情况,然后电机运行会转换到有负载的情况。

我现在思路是想用电压电流双闭环来控制,提高系统动态性能,但是我觉得空载时候没有电流好像没法实现双闭环,所以想来请教一下,BUCK电路在空载和有负载的情况下控制方法是什么?应该怎么样去转换控制方法?

(我自己尝试了一种方法:判断输出电流值Io。当Io小于设定值时,用电压单闭环;当Io大于设定值时,用电压电流双闭环。但是在两种控制方法转换的时候因为电流环PI初始输出为0,所以电压会有一个很大的下降,影响了后端电机控制器负载的正常运行。

非常希望能得到您的回答,不胜感激!

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top041376
LV.6
2
2018-06-27 09:15
沙发                       
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hylylx
LV.9
3
2018-06-27 10:55
为什么要转换,两个都放在那,轮到谁就是谁。
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DWIMOW123
LV.1
4
2018-06-27 12:20
@hylylx
为什么要转换,两个都放在那,轮到谁就是谁。

感谢您的回答,我好想没太能理解您说的意思,现在我想的是空载轻负载的情况下用电压单闭环,到一定负载之后用电压电流双闭环,所以需要一个输出电流的判断条件来选择这两种控制方法。

您的意思是把两种控制方法同时放在程序里吗,那样的话怎么来判断运行哪一种方法?希望能得到您的指点。

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hylylx
LV.9
5
2018-06-27 14:46
@DWIMOW123
感谢您的回答,我好想没太能理解您说的意思,现在我想的是空载轻负载的情况下用电压单闭环,到一定负载之后用电压电流双闭环,所以需要一个输出电流的判断条件来选择这两种控制方法。您的意思是把两种控制方法同时放在程序里吗,那样的话怎么来判断运行哪一种方法?希望能得到您的指点。
你都已经说的很清楚了,谁的条件满足就让谁出头了。
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DWIMOW123
LV.1
6
2018-06-27 16:40
@hylylx
你都已经说的很清楚了,谁的条件满足就让谁出头了。

呃呃对的,但是现在问题是转换的时刻由于双闭环PI输出从0开始上升,造成电压会有一个不小的下降,不知道这个问题可不可以通过调节PI来完善,或者用其他的补偿?

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DWIMOW123
LV.1
7
2018-06-28 10:43
特别希望各位大神能够给小弟一些建议,现在思路实在是比较乱,不知道该如何下手了,先谢谢各位了。
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2018-06-29 14:52
@DWIMOW123
特别希望各位大神能够给小弟一些建议,现在思路实在是比较乱,不知道该如何下手了,先谢谢各位了。

首先你要明确电压和电流闭环控制的作用和目的:

1.电压环和电流环的作用是:通过电压或电流反馈与基准比较放大后控制占空比,达到调整输出电压或电流目的。

2.对于电源来说,都是以负载的理想需求而服务的。如果负载需要电压稳定,就当以电压环为主,电流环只起到限流保护作用。当负载需要电流稳定,那就要以电流环为主,电压环起到限压保护作用。

3.对于你说的空载到负载之间转换时,由于电流环的影响造成电压有较大波动。其实你要的答案就在你的问题中,如果这时候需要电压的稳定,就应当避免电流环的影响。

4.负载变化引起输出电压变化有两个指标来衡量,一个是负载调整率,另外一个是动态响应,这两个指标都和反馈环路中参数设计有关。

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DWIMOW123
LV.1
9
2018-07-05 08:54
@峰谷浪子
首先你要明确电压和电流闭环控制的作用和目的:1.电压环和电流环的作用是:通过电压或电流反馈与基准比较放大后控制占空比,达到调整输出电压或电流目的。2.对于电源来说,都是以负载的理想需求而服务的。如果负载需要电压稳定,就当以电压环为主,电流环只起到限流保护作用。当负载需要电流稳定,那就要以电流环为主,电压环起到限压保护作用。3.对于你说的空载到负载之间转换时,由于电流环的影响造成电压有较大波动。其实你要的答案就在你的问题中,如果这时候需要电压的稳定,就应当避免电流环的影响。4.负载变化引起输出电压变化有两个指标来衡量,一个是负载调整率,另外一个是动态响应,这两个指标都和反馈环路中参数设计有关。

您好,非常感谢您的回答,让我收获颇多!

还有几个问题,想要问您,

1、这个电流环限流是怎样实现的?

2、现在是我想在有负载的情况下使用电压电流双闭环,所以最好是不要去掉电流环。

3、您的意思是我调整PI的参数到合适的值就可以得到想要负载调整率和动态响应对吗?

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2018-07-05 09:17
@DWIMOW123
您好,非常感谢您的回答,让我收获颇多!还有几个问题,想要问您,1、这个电流环限流是怎样实现的?2、现在是我想在有负载的情况下使用电压电流双闭环,所以最好是不要去掉电流环。3、您的意思是我调整PI的参数到合适的值就可以得到想要负载调整率和动态响应对吗?

1、这个电流环限流是怎样实现的?——只要装电流环的电流设计到最大输出电流即可。低于该设定值时电流环不工作,只有电压环工作,此时表现为恒压状态。当负载电流达到设定值时,此时电压环将不工作,只有电流环工作,此时表现为恒流状态。

2、现在是我想在有负载的情况下使用电压电流双闭环,所以最好是不要去掉电流环。——同上。

3、您的意思是我调整PI的参数到合适的值就可以得到想要负载调整率和动态响应对吗?——动态响应和调整率与反馈环路的参数设计、芯片的控制模式(电流型优于电压型)有直接或间接关系!

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DWIMOW123
LV.1
11
2018-07-06 09:51
@峰谷浪子
1、这个电流环限流是怎样实现的?——只要装电流环的电流设计到最大输出电流即可。低于该设定值时电流环不工作,只有电压环工作,此时表现为恒压状态。当负载电流达到设定值时,此时电压环将不工作,只有电流环工作,此时表现为恒流状态。2、现在是我想在有负载的情况下使用电压电流双闭环,所以最好是不要去掉电流环。——同上。3、您的意思是我调整PI的参数到合适的值就可以得到想要负载调整率和动态响应对吗?——动态响应和调整率与反馈环路的参数设计、芯片的控制模式(电流型优于电压型)有直接或间接关系!

非常感谢您的耐心回答!

我还想问一下,一般的开关电源都是这样的控制方法对吗?

还有就是电流环我看大家采电感处电流比较多,这是为什么?我可以用输出电流做闭环吗?这两者有什么区别?

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2018-07-06 15:51
@DWIMOW123
非常感谢您的耐心回答!我还想问一下,一般的开关电源都是这样的控制方法对吗?还有就是电流环我看大家采电感处电流比较多,这是为什么?我可以用输出电流做闭环吗?这两者有什么区别?

我还想问一下,一般的开关电源都是这样的控制方法对吗?——有单电压环,有电压电流双环,也有单电流环,具体看负载需要。

还有就是电流环我看大家采电感处电流比较多,这是为什么?我可以用输出电流做闭环吗?这两者有什么区别?——采电感处电流这个问题不完整,不知道你说的是哪一个电感。闭环控制当然指的是输出电流,如果采样变压器初级电流一般就是做电流型控制模式,和做过流保护控制用。

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DWIMOW123
LV.1
13
2018-07-06 19:31
@峰谷浪子
我还想问一下,一般的开关电源都是这样的控制方法对吗?——有单电压环,有电压电流双环,也有单电流环,具体看负载需要。还有就是电流环我看大家采电感处电流比较多,这是为什么?我可以用输出电流做闭环吗?这两者有什么区别?——采电感处电流这个问题不完整,不知道你说的是哪一个电感。闭环控制当然指的是输出电流,如果采样变压器初级电流一般就是做电流型控制模式,和做过流保护控制用。

我现在做的是BUCK斩波电路,这个地方说的电流就是输出电容前面的电感处电流,输出电容后端为输出电流,电感电流=电容电流+输出电流。

这个地方是应该采输出电容后面的输出电流来做闭环吗?

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2018-07-07 10:09
@hylylx
为什么要转换,两个都放在那,轮到谁就是谁。
这个回复很好,服气
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2018-07-09 13:47
@DWIMOW123
我现在做的是BUCK斩波电路,这个地方说的电流就是输出电容前面的电感处电流,输出电容后端为输出电流,电感电流=电容电流+输出电流。这个地方是应该采输出电容后面的输出电流来做闭环吗?
一般情况下,电感电流作为控制用,输出电流作为反馈用。
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DWIMOW123
LV.1
16
2018-07-19 10:13
@峰谷浪子
一般情况下,电感电流作为控制用,输出电流作为反馈用。
那反馈回来的电流不是用来控制的吗?
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2018-07-19 14:06
@DWIMOW123
那反馈回来的电流不是用来控制的吗?
作用上有区别,一个是过流保护或脉宽调制用,一个是恒定输出电流用
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DWIMOW123
LV.1
18
2018-07-23 09:02
@峰谷浪子
作用上有区别,一个是过流保护或脉宽调制用,一个是恒定输出电流用
也就是说电感电流是用来做保护或者做双闭环的内电流环,而输出电流是用来控制输出电流恒定的作用的对吗?
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2018-09-28 13:44

我现在也在做双环的BUCK电路控制。发现在做限流时,当电感电流进入到DCM与CCM交替的时候,环路不稳,而且负载动一点点,环路参数都需要去调才能稳。

而当完全进入DCM或者CCM时,环路就可以稳定,请问这种问题是何原因?有遇到过吗?

我用的是平均电流控制,纯数字控制。

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