Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Constant ON Time Control


von Thomas (Gast)


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Hallo Zusammen,
ich habe aktuell ein kleines Verständnisproblem. Ich habe vor kurzem 
gelesen, dass es bei Schaltwandlern auch eine Constant On-Time Regelung 
gibt, wo die Frequenz variabel ist.
Bei Voltage mode Controllern hat man ja einen Fehlerverstärker, dessen 
Ausgang auf einen Komparator geht und mit einem Sägezahn mit fester 
Frequenz verglichen wird. So wird dann der Dutycycle für den MOS-FET 
geregelt, dass was ich mich jetzt frage ist, wie funktioniert das bei 
der Constant On Time Regelung?

Einen Fehlerverstärker muss es hier ja auch geben, aber wie geht es dann 
weiter?

von H. H. (Gast)


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AN920/D von Onsemi.

von Ida O. (keil-er)


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Kurz gesagt:

Der Fehler-Amp (EA) erzeugt (bzw regt an - anderer Teil macht die dann), 
je nach Belastung des Wandlers, mehr oder weniger Pulse. Diese Pulse 
haben immer die selbe Länge.

von Wolfgang (Gast)


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Thomas schrieb:
> was ich mich jetzt frage ist, wie funktioniert das bei der Constant On
> Time Regelung?

Da wird natürlich auch das Tastverhältnis des MOSFETs geregelt, 
allerdings nicht durch Vergleich mit einem Sägezahn, sondern mit einem 
Schwellwert für den Absolutwert des Fehlers. Wenn die Spannung zu weit 
abgefallen ist, wird über den MOSFET für eine feste Zeit aufgeladen, so 
dass die Spannung steigt. Je nach Lastanforderung variiert dadurch die 
Aus-Zeit und damit das Tastverhältnis.

von c-hater (Gast)


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Thomas schrieb:

> Einen Fehlerverstärker muss es hier ja auch geben, aber wie geht es dann
> weiter?

Na im Prinzip genauso, bloß dass halt die OFF-Time (und damit implizit 
die Wandlerfrequenz) geregelt wird.

Passt halt kein stupider 0815-PID-Regler, der auf konstante Samplerates 
angewiesen ist, um ordentlich zu funktionieren. Das ist alles.

von O/O (Gast)


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Thomas schrieb:
> Bei Voltage mode Controllern hat man ja einen Fehlerverstärker, dessen
> Ausgang auf einen Komparator geht und mit einem Sägezahn mit fester
> Frequenz verglichen wird.

Ja, bei Festfrequenz Voltage-Mode trifft das exakt so zu. :-)

https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap12/Kapitel12.html#12.2

Bild 12.2B = Constant ON Time Voltage Mode variabler Frequenz.

Dich interessiert was alles genau:
Allein Constant ON Time, allein Current Mode, beides kombiniert?

Oder:
Wie genau (ruhig recht ausführlich) kamst Du zu Deiner Frage?

von Thomas (Gast)


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Wenn ich da richtig verstehe, hat man einen Fehlerkomperator, der dann 
ein Monoflop treibt, welches dann den einen Impuls erzeugt mit 
konstanter Länge und die Spannung dann über die OFF-time geregelt wird ?

von Thomas (Gast)


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Ist diese betriebsart dann eigentlich typisch für die Step Down 
Topologie?
Und lässt sich dies auch im CCM betreiben?

von O/O (Gast)


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Thomas schrieb:
> Wenn ich da richtig verstehe, hat man einen Fehlerkomperator, der dann
> ein Monoflop treibt, welches dann den einen Impuls erzeugt mit
> konstanter Länge und die Spannung dann über die OFF-time geregelt wird ?

Ja.

Weswegen sich Constant ON Time und klassischer Current Mode
auch gegenseitig ausschließen...

Thomas schrieb:
> Ist diese betriebsart dann eigentlich typisch für die Step Down
> Topologie?

"Typisch"? Wie kommst Du darauf?

> Und lässt sich dies auch im CCM betreiben?

Seltsame Fragestellung, ganz ähnlich wie das o.g. "typisch". :)

Du scheinst so einiges noch nicht verstanden zu haben, so daß
Dir weder hier das "ja/nein" noch bei den obigen Fragen kurze
(auch nicht nicht ganz so kurze) Erläuterungen reichen, um das
zu ändern.

Ich frage nochmal:

O/O schrieb:
> Wie genau (ruhig recht ausführlich) kamst Du zu Deiner Frage?

Also, erzähl mal.

von Thomas (Gast)


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Wollte mich Mal schlau machen über DC/DC Wandler. Und hätte gelesen 
welche Arten der Regelungen es gibt. Ich hatte ein paar Datenblätter 
gelesen in den das Schaltregler IC TOC und CCM kann.
Es steht da beschrieben das für den kleinen Leistungsbereich der TOC 
Mode genutzt wird und dass das IC bei größeren Lasten dann im Ccm 
arbeitet.
Mittlerweile weiss ich das man jeden DC/DC Wandler in den 
unterschiedlichen Betriebsmodi fahren kann.

von O/O (Gast)


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Thomas schrieb:
> Mittlerweile weiss ich das man jeden DC/DC Wandler in den
> unterschiedlichen Betriebsmodi fahren kann.

Genauer: Jede DC-DC- Grundtopologie könnte man ... (etc.)

Beim fertig( dimensioniert/ausgelegt )en Wandler allerdings
abhängig von Bauteilwerten, Last und (Art der) Regelung.


> TOC

Das Kürzel sagt mir leider nichts. Mir bekannt sind nur:

-- Continuous [(Current) Conduction] Mode = CCM

   (Stromfluß in der Speicherdrossel "ohne Nulldurchgänge";
   ununterbrochen aka kontinuierlich (und immer positiv!))

   = Betriebsmodus mit völlig linearem Übertragungsverhalten.
   Bei welchem daher einzig der Tastgrad -also lastunabhängig-
   die Spannungsübersetzung bestimmt. ÜV bei Tastgrad 50% ist:

   Buck = 2:1  |  Buck/Boost (Inverting) = 1:1  |  Boost = 1:2

   Siehe auch z.B. (graphische Zusammenfassung Seite 5):

https://www.eng.auburn.edu/~agrawvd/COURSE/READING/LOWP/Erikson_DC_2_DC.pdf

   (Allerdings bzgl. exakter (also im ungeregelten Fall) U_aus
   noch abzüglich Verlusten - genauer:

   Leiterbahnen, Mosfet-Kanal, Wicklungsdrähte (ohmsch) bzw.
   Transistor-V(CE) oder V_Fluß von Diode (PN-Übergang).

-- Discontinuous [(Current) Conduction] Mode = DCM

   (Stromfluß in der Speicherdrossel "mit Nulldurchgängen";
   auf deutsch diskontinuierlich aka (kurz) unterbrochen
   - im klassischen DCM kann diese Unterbrechung also auch
   andauern, sogar (bei geringer Last vielleicht sogar weit)
   länger als der vorhergehende ON-Puls dauerte.

...und dann noch sozusagen "Zwischenformen", als da wären:

-- Critical ((Current) Conduction Mode) = CrCM

   [Womit einfach nur "Betrieb im Grenzbereich" gemeint ist,
   kürzestmögliche Stromunterbrechung". Entspricht ebenfalls

-- Transition Mode = TM (Begriffsquelle STMicroelectronics),

   es findet jeweils "Zero Current Turn On" statt. Alleinig

-- Triangular Current Mode = TCM

   geht einen Schritt weiter, und läßt den Drosselstrom genau
   so lange negativ, wie zur Umladung der C_DS des Mosfets
   erforderlich, um "Zero Voltage Switching (ZVS)" zu nutzen.]

Kläre mich über "TOC" auf bzw. zeige das entspr. Datasheet
wo dieses Kürzel drin ist - man lernt ja sowieso nie aus,
aber auf die drei Buchstaben kann ich mir bisher null Reim
machen.

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