Controlador digital multi-amostras PID e V2 COT híbrido para regulador buck síncrono
Resumo
Este trabalho apresenta uma técnica de controle digital híbrido para um conversor ponto de
carga abaixador (buck) síncrono implementado de forma digital em um processador digital de
sinais, com objetivo de apresentar alta eficiência em cargas reduzidas e respostas transitórias
rápidas para variações de carga. Inicialmente, um estudo de possíveis modulações e modos de
operação e seu impacto na eficiência do conversor é realizado. Também são discutidos métodos
de controle, apresentando comportamento, particularidades da implementação digital, além da
metodologia de projeto. Na proposta dois controladores são utilizados em diferentes condições
de carga, buscando unir as melhores características e eliminar alguns problemas encontrados
em cada técnica quando empregada individualmente. Para cargas reduzidas e modo de
condução descontínua, um controlador V2 COT é utilizado produzindo uma modulação em
frequência resultando em ganhos de eficiência. Para cargas elevadas, um controle PID com
modulação por largura de pulso é utilizado, devido a melhor estabilidade em modo de condução
contínua, para acelerar a resposta transitória é aplicada uma técnica multi-amostrada de
controle. O projeto foi realizado para um conversor abaixador alimentado em 3,3V e com carga
regulada de 1,2V com uma demanda de corrente máxima de 5A. A viabilidade do controle
proposto é verificada a partir de simulações e resultados experimentais. Demonstrou-se
experimentalmente que a eficiência se manteve próxima a 90% em cargas mais elevadas com
um valor mínimo acima de 80% na carga mínima enquanto o tempo de resposta para degraus
de carga ficou entre 100μs e 150μs.
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