Veo que hay dos trabas importantes, obtener el bode de la fuente, y una vez encontrado el bode necesario del controlador, traducirlo a sus resistencias y condensadores.
En realidad el bode de la fuente ya lo tenemos en la parte de baja frecuencia, que es sencillo de calcular. Hay un polo formado por el condensador y por la carga externa y un cero formado por la resistencia ESR y el condensador de salida. Son valores de baja frecuencia, se basan en valores conocidos y son sencillos de calcular. Una ventaja de esta fuente en modo corriente es que elimina la inductancia del filtro de salida, simplificando la respuesta en baja frecuencia.
El problema viene con la ganancia y con el comportamiento a frecuencias más altas. Esa es la parte que no me queda clara del modelo de Texas Instruments.
Calcular las resistencias y condensadores del compensador no es demasiado complicado. Simplemente probando y ajustando a mano se pueden conseguir resultados aceptables. Con la hoja excel es rápido, aunque todavía tengo que completarla con el modelo de la fuente.
En clase haciamos cosas como los ejercicios del adjunto, la funcion de transferencia en lazo abierto sería la de nuestra fuente (que no conocemos), y luego se quedan en la función del controlador que dá matlab, pero nunca llegamos a implementar eso con un filtro en un operacional.
En esta fuente lo vamos a hacer en la práctica con un operacional.
El problema de este caso es que algunos polos y ceros son inestables (están en el semiplano positivo) y eso complica las cosas. No es lo mismo estabilizar un palo de escoba de punta que estabilizarlo tumbado. En nuestro caso está de punta. Ese es un problema de 'péndulo invertido'. Cualquier pequeño cambio tiende a hacerse mayor y que la fuente se caiga.
Esto pasa sobre todo por culpa del tipo de carga (laptop) que consume potencia constante. Si la fuente entrega una corriente constante a una resistencia, su tensión se mantiene estable aunque haya pequeñas variaciones. Pero si alimentas un ordenador a 20V con corriente constante de 3A y el ordenador consume 60W al principio todo va bien hasta que la tensión cambia un poco y todo se va al traste:
tensión = 19V el ordenador intenta consumir 3.16A, pero la fuente entrega 3A constantes, la tensión baja todavía más hasta que al final cae a cero.
Al revés lo mismo. Tensión = 21V el ordenador intenta consumir 2.84A, pero como la fuente entrega 3A, la tensión tiende a subir hasta que algo falla.
Es inestable y más difícil de regular que otros tipos de carga. Pero se puede regular.
Dices que se puede obtener experimentalmente, ¿hay que tomar muchos valores? y ¿la fuente senoidal tiene que poder entregar una cierta potencia? y ¿de que frecuencias estamos hablando? lo digo por si con un generador de funciones basado en un microcontrolador se puede hacer.
Para hacer un bode experimental, tienes que inyectar una pequeña señal analógica en la fuente funcionando.
La señal es mejor que sea lo más senoidal posible para evitar ruido y lo más pequeña posible para evitar efectos de gran señal no lineales. Pero no debe ser muy pequeña porque entonces no la distingues del ruido.
Se puede generar con un microcontrolador que tenga DAC. Con uno sencillo (de 5 bits) es suficiente. Haces una tabla de valores senoidal y los vas escribiendo en el DAC.
El mejor compensador que se puede poner es uno integral, que filtra muy bien el ruido de escalón del DAC, y que sea muy estable (baja ganancia) para que no añada oscilaciones.
La señal senoidal puedes inyectarla por ejemplo en el divisor de tensión de salida (R8), porque es uno de los sitios más sencillos.
A continuación tienes que observar dos puntos:
La señal de compensación en el pin 1 del controlador (COMP)
La señal de salida en el condensador C19 (Vo)
El valor de ganancia es la relación entre la amplitud de la primera señal y la segunda señal
El valor de fase es el desplazamiento entre la primera señal y la segunda señal, en grados.
Si tienes un osciloscopio que haga FFT o diagramas de frecuencia y fase, te puede facilitar las cosas.
Las frecuencias escogidas serán las que pueden presentar oscilaciones:
100Hz, 200Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 5000Hz, 10000Hz,
No son muchas, pero son suficientes para comprobar la estabilidad y diseñar el compensador.
Un saludo.
