使用單位階躍響應(yīng)穩(wěn)定熱電控制器環(huán)路
熱電控制器（TEC）回路可以通過使用回路對(duì)階躍函數(shù)的響應(yīng)來確定穩(wěn)定性來穩(wěn)定。然后增益降低到電路穩(wěn)定的點(diǎn)。本應(yīng)用筆記描述了該過程，并使用MAX8521評(píng)估板演示該過程。
程序
拆下三個(gè)積分器組件（C16、C17和R16）和兩個(gè)差分組件（R18和C18）。在運(yùn)算放大器上放置一個(gè)500kΩ或更大的電位計(jì)（輸出到反饋）。這形成了一個(gè)只有直流增益的誤差放大器。將示波器探頭放在THERM測(cè)試點(diǎn)上，并用R23快速改變溫度設(shè)定點(diǎn)。使用已安裝的電位計(jì)提高增益，直到從瞬態(tài)步長(zhǎng)觀察到強(qiáng)烈的振鈴或振蕩。注意不穩(wěn)定的頻率（環(huán)）。
請(qǐng)注意，TEC在加熱模式下具有更強(qiáng)的熱增益，這對(duì)于瞬態(tài)響應(yīng)來說應(yīng)該是最差的。通常，振鈴是由TEC中第二極的相位裕量差引起的，可以使用PID的差分量（R18和C18）進(jìn)行補(bǔ)償。該差分器能夠增加多達(dá) 90 度的超前相移。作為計(jì)算差分分量的示例，如果振鈴為2Hz，R17為50kΩ，則微分器應(yīng)在0.3Hz處開始加相，在12Hz處結(jié)束。
因此，要在 0.3Hz 處啟動(dòng)微分器：
要在 10Hz 處結(jié)束微分器：
再次安裝 C18 和 R18 后，調(diào)整電位計(jì)以獲得最佳瞬態(tài)。一旦獲得良好的瞬態(tài)響應(yīng)，就可以添加積分帽（C16）。C16 將積分器設(shè)置為零。該零點(diǎn)應(yīng)與TEC模塊的第一極匹配，通常為0.02Hz至0.06Hz。
因此：
通常環(huán)路增益足夠高，積分器插入的零點(diǎn)的頻率不需要精確。C16應(yīng)該是陶瓷的，較小的電容器對(duì)電路性能更好。
環(huán)路增益應(yīng)以至少比差分高兩倍的頻率滾降。在本應(yīng)用筆記的示例中，該頻率為24Hz或更高。C17滾離環(huán)路增益，其值可使用以下公式找到：
可能需要縮放所有電路值，直到找到實(shí)際元件。請(qǐng)注意，在加熱模式（冷卻環(huán)境）下，熱回路增益較高，這是穩(wěn)定性的最壞情況。
MAX8521評(píng)估板原理圖
| 指定 | 數(shù)量 | 描述 |
| C1， C2， C3， C5， C11， C20 | 6 | 1μF ±10%， 6.3V X5R （0603） 陶瓷電容器 村田制作所 GRM188R60J105K，太陽裕電 JMK107BJ105KA |
| C4， C10， C16 | 3 | 10μF ±20%， 6.3V X5R （0805） 陶瓷電容器 太陽裕電 JMK212BJ106MG |
| C6， C7， C12， C13， C14 | 5 | 0.1μF ±10%， 25V X5R （0603） 陶瓷電容器 村田制作所 GRM188R71E104K，太陽裕電 TMK107BJ104KA |
| C8 | 1 | 0.047μF ±10%， 10V X7R （0402） 陶瓷電容器 村田制作所 GRP155R71A473K |
| C9 | 0 | 未安裝 （1206） |
| C15 | 0 | 未安裝 （0603） |
| C17 | 1 | 0.022μF ±10%， 50V X7R （0603） 陶瓷電容器 村田制作所 GRM188R71H223K |
| C18 | 1 | 10μF ±20%， 4V X5R （0603） 陶瓷電容器 TDK C1608X5R0G106M |
| C21 | 1 | 150μF ±20%， 6.3V， 18m ESR， 2.8A， D2E 尺寸， POSCAP Sanyo 6TPE150MI |
| J1 | 1 | DB25 直角公連接器 |
| J2 | 1 | 2 針接頭 |
| J3-J6 | 0 | 未安裝 |
| J7， J8 | 2 | 3 針接頭 |
| L1、L2 | 2 | 2.2mH、1.6A 電感器 墨田 CDRH2D18/HP-2R2 |
| 第 1 季度、第 2 季度、第 3 季度 | 3 | NPN 雙極晶體管， 40V， SOT-23 中央半導(dǎo)體 CMPT3904 |
| R1 | 1 | 0.1Ω ±1%， 0.25W （1206） 檢測(cè)電阻 松下 ERJ8RSFR10 |
| R3 | 1 | 47kΩ ±5% （0402） 電阻 |
| R4 | 1 | 100kΩ ±1% （0402） 電阻 |
| R5-R8， R24 | 0 | 未安裝 （0402） |
| R9， R10， R11 | 3 | 4.7kΩ ±5% （0603） 電阻 |
| R12-R15， R18 | 5 | 1kΩ ±5% （0603） 電阻 |
| R16 | 1 | 240kΩ ±5% （0603） 電阻 |
| R17 | 1 | 47kΩ ±1%， （0603） 電阻 |
| R19 | 1 | 10Ω ±5% （0603） 電阻 |
| R20 | 1 | 10kΩ ±0.1%， 25ppm/°C （0805） 電阻 松下 ERA6YEB103 |
| R21， R22 | 0 | 未安裝 （0603） |
| R23 | 1 | 10kΩ電位器（多圈） |
| SW1 | 1 | 開關(guān)，瞬時(shí)，常開 |
| U1 | 1 | 電源驅(qū)動(dòng)器，36引腳UCSP MAX8521EBX |
| U2 | 1 | 運(yùn)算放大器，6引腳SOT23 MAX4238AUT-T |
| U3 | 0 | 未安裝，8 針 SO |
| U4 | 1 | 串行、14位DAC、10引腳mMAX MAX5144EUB |
| 數(shù)量 | 描述 | E 編號(hào) |
| 1 | 包裝盒（標(biāo)有評(píng)估板部件號(hào)和日期代碼） 9.25英寸 x 7.25英寸 x 1.0125英寸 TTM普通牛皮紙 | 不適用 |
| 1 | Maxim 數(shù)據(jù)手冊(cè)的 WEB 說明 | 不適用 |
| 1 | ESD袋，未密封（尺寸足以輕松拆卸電路板組件） | 不適用 |
| 1 | ESD泡沫包裝材料（防止PC板在盒子內(nèi)移動(dòng)） | 不適用 |
| 1 | MAX8520/21軟件盤 | 不適用 |
| 1 | MAX8521評(píng)估板電路板組件 | 不適用 |
審核編輯：郭婷
-
控制器
+關(guān)注
關(guān)注
112文章
15879瀏覽量
175351 -
運(yùn)算放大器
+關(guān)注
關(guān)注
213文章
4811瀏覽量
171713 -
PID
+關(guān)注
關(guān)注
35文章
1466瀏覽量
84834
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
快速充電控制器CR6221B
如何改善動(dòng)態(tài)環(huán)路響應(yīng)
PID控制器的設(shè)計(jì)資料分享
沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)
LTI系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)詳細(xì)資料說明
DN505 - 雙通道控制器可為 1.5V 電壓軌提供 2μs 階躍響應(yīng)和 92% 效率
一個(gè)線性穩(wěn)壓器階躍響應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)示例
改善動(dòng)態(tài)環(huán)路響應(yīng)
線性穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性優(yōu)化簡(jiǎn)易方法-階躍響應(yīng)波形示例
使用RS示波器和頻率響應(yīng)分析選件進(jìn)行電源控制環(huán)路響應(yīng)測(cè)量
負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)----增強(qiáng)環(huán)路穩(wěn)定性測(cè)試
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論