TL431, como projetar compensadores

[KrafT]

Caramba, sempre aceitei valores mágicos com alguns ajustes empíricos para a compensação da reposta em frequência do TL431, mas fundamentar seus critérios tá phoda. Os livros e AN´s literalmente ignoram esse cara, conforme figura em anexo.

Tou começando a entender porque as pessoas não falam sobre ele...

[Djalma Toledo Rodrigues]

TL431, A, B Series
11
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
APPLICATIONS INFORMATION

Página 11 do Datasheet

[KrafT]

Obrigado, Djalma.

Não é bem essa a minha dúvida... É como projetar o compensador, frente ao comportamento de toda a fonte, não só do TL431 + Opto.

Preciso estudar mais um bocado para conseguir me expressar melhor... No presente momento eu sou um típico aluno que fala ao professor: "A minha dúvida é tudo!"

[proex]

Afinal, o que vc quer compensar?

Esse desenho ai acima esta errado.

[KrafT]

Afinal, o que vc quer compensar?

Eu não quero compensar nada, Proex. Eu preciso demonstrar por se se compensa, e porque se usa esse forma de compensação.

Na teoria, dada uma planta descrita por um G(s), eu trabalho os pólos e zeros para que os polos não atinjam o semiplano direito, para um dado ganho máximo.

Eu não tenho essa equaçãozinha bunitinha para pegar os polos (do circuito), logo, eu preciso demonstrar porque os fdp estão lá no circuito. Simples assim.

[Red Neck Guy]

Basicamente tu quer isso tudo que está abaixo em relação ao TL431 e não aos ampops, não é isso?

[KrafT]

Tá bom, tá bom....Vou (pretendo) modelar tudo isso num DSP, mas antes quero entender o funcionamento do hardware. Tudo que está nos livros é bem bonito, nunca deveríamos sair desse limbo e cair na realidade.

[Red Neck Guy]

Tá bom, mas vai ter o TL431 no teu treco com dsp?

[RobL]

É necessário usar a ideia da caixa preta e pegar o que entra nela e o que sai. Nada de usar o que tem dentro do 431, tem que abstrair como caixa preta.
Veja o TL431 como um bloco que tenha as características de entrada informada no manual e as características de saída. Com isto você tem um G(s) da caixa preta e aplica este à sua malha . Bom, se é que eu entendi tua necessidade.
O moral tem a paciência do mundo, excelente habilidade e conhecimento pra te ajudar nisto. É a praia dele.

[KrafT]

Tá bom, mas vai ter o TL431 no teu treco com dsp?

Não, mas para substituir, preciso saber bem o que estou substituindo.

[Red Neck Guy]

Tá bom, mas vai ter o TL431 no teu treco com dsp?

Não, mas para substituir, preciso saber bem o que estou substituindo.

E pq tu não substituí o modelo com ampops que é o que há em todos os livros?

[KrafT]

Condensando as dúvidas:

1- Por que eu não posso só usar um zenner e o opto? O que eu perco se fizer isso?

2- Quando usar o TL431, quando eu devo usar o compensador tipo 1, 2 ou 3?


Aquino, vamos pensar na tua fonte "barata", que você citou a alguns meses. Acredito que você a tenha feito funcionar e esteja vendendo a mesma com sucesso. Agora faz disso um artigo cientifico... O furo é mais embaixo, creio que não para você, mas para mim é...

Mas eu ainda tenho um ano e meio, eu estou só sofrendo por antecipação.

Robl, é isso mesmo, mas a caixa preta precisa estar bem definida matematicamente, para podermos ter algo como a figura anexa.

[Red Neck Guy]

Condensando as dúvidas:

1- Por que eu não posso só usar um zenner e o opto? O que eu perco se fizer isso?

2- Quando usar o TL431, quando eu devo usar o compensador tipo 1, 2 ou 3?


Aquino, vamos pensar na tua fonte "barata", que você citou a alguns meses. Acredito que você a tenha feito funcionar e esteja vendendo a mesma com sucesso. Agora faz disso um artigo cientifico... O furo é mais embaixo, creio que não para você, mas para mim é...

Mas eu ainda tenho um ano e meio, eu estou só sofrendo por antecipação.

Robl, é isso mesmo, mas a caixa preta precisa estar bem definida matematicamente, para podermos ter algo como a figura anexa.

Não, eu não estava me fazendo de pãozinho dizendo que eu sou o bom, até é bem ao contrário disso.
Mas, o que eu entendi a tua dúvida era: "Como modelar o TL431 na função de transferência do circuito?"
Bom, eu não tenho a menor idéia.
Mas aí tu falou que queria usar a função de transferência pra provavelmente utilizá-la num DSP onde iria calcular isso ao invés de implementar e tal
Aí pensei comigo, bom se ele que saber como levantar a função de transferência não daria para levantar os parametros que tu precisa com um curcuito com ampop mesmo sendo mais difícil de montar isso se justificaria pelo modelo conhecido?
Eu não manjo nada de equações diferenciais, transformada de laplace ou gráfico de bode, só estava viajando um pouco.

[KrafT]

Tua sugestão é bem válida, Aquino. Obrigado.

O TL virou cisma minha mesmo. Mas enfim, vou ter várias matérias para tirar essas dúvidas, quem sabe não invento modelar a bagaça por Espaço de estados? http://en.wikipedia.org/wiki/State_space_representation

A vantagem é que eu já tenho as dúvidas.

Preciso reiterar que é extremamente produtivo expor esse tipo de questão ao público em um fórum especializado como o Asm51. Mesmo que não se obtenha respostas exatas, há muito a se aprender ao simplesmente perguntar. Aliás, nem tem como pretender uma resposta exata para uma pergunta tão vaga.

Meu, eu tôu muito filosófico... Deve ser overdose de chimarrão.

[MOR_AL]

Bom.
Vou dar o meu palpite.
Sabemos que numa função G(s) o número de pólos é igual ao número de zeros. No diagrama de root-locus, alguns zeros se encontram no infinito, e ou outros se encontram na origem, mantendo verdadeira a afirmação anterior. Como sabemos, os pólos migram para os zeros à medida que o ganho do sistema aumenta.
Tem situações em que a realimentação introduz pólos e zeros adicionais, mas indesejados. Às vezes isso acarreta desvios no root-locus, que levam o percurso de alguns pólos complexos conjugados para perto do semi-plano lateral direito, aumentando o Q do circuito. Isso acarreta em overshoot na resposta a um degrau , aumentando o tempo de estabilização do sistema devido a variações de entrada. No caso de uma fonte, pode ser devido à variação da tensão de entrada, da variação da carga, etc.
Às vezes até este percurso ultrapassa e vai para o semi-plano lateral direito (sigma positivo). Isso acarreta em oscilações no seu sistema sem que ele se estabilize.
Imagine um sistema realimentado que possuísse um circuito passa-baixas frequências na realimentação. Em outras palavras, as frequências mais altas seriam atenuadas e não chegariam na entrada. Uma variação na saída, causada por um dos motivos mencionados anteriormente, levaria mais tempo para chegar na entrada e compensar o sistema. Mas se este passa-baixas possuísse uma frequência de corte superior, acima da frequência máxima do seu sistema? Ele não interferiria diretamente no seu sistema, mas evitaria que pólos e zeros em frequências mais altas causassem o tal desvio para próximo do semi-plano lateral positivo. Essa técnica é necessária porque não se computa (e que é praticamente inviável) os pólos e zeros devido a fatores de mais alta ordem. Como exemplo. Em fontes chaveadas, não se costuma levar em conta, para efeito de análise da função de transferência, a capacitância criada nos enrolamentos do trafo, ou a capacitância dos componentes semicondutores, tais como a capacitância entre dreno e gate, dreno e source, ou seu correlato em transistores NPN, ou PNP. Mesmo porque, em comutação, esses valores são variáveis com a corrente e tensão no dispositivo. O que se faz é introduzirmos alguns capacitores que tendem a reduzir essas influências. Por exemplo. O capacitor de snubber para reduzir a tensão de over swing no semicondutor, quando ele corta. O capacitor em paralelo com o resistor de emissor ou de source, que monitora a corrente no semicondutor comutador. Sem ele, os ruídos existentes de mais alta frequência poderiam influenciar negativamente na limitação de corrente nessas chaves. O capacitor no TL431 aumenta a velocidade da resposta. O TL431 pode ser considerado um operacional, então ele é um passa baixas, mas a frequência de corte fica aumentada. Já o capacitor do coletor do foto para o terra tem a função de retirar os ruídos de mais alta frequência, que poderiam causar o tal desvio para perto do semi-plano lateral positivo. Tecnicamente falando, a função desse capacitor no TL431 tem a função de aumentar a margem de ganho ou a margem de fase do circuito, melhorando a estabilidade do sistema.
Não sei se fui feliz nessa explicação, mas tem alguns documentos que tratam da estabilização em fontes de alimentação chaveadas. Procure por este detalhe na net, que você achará. Acredito que se você estiver apto para entender de root-locus, estará apto para entender desse tópico em especial. Estabilização em fontes chaveadas.
Bons projetos.
MOR_AL