誤差増幅器のふるまいについて

質問

昨日の質問の続きで申し訳ないのですが、以下のことを教えてください。
誤差増幅器の動作として、指令電圧に抵抗Ｒ１と検出電圧に抵抗Ｒ２を各々接続し、その加算信号をＯＰアンプの[-in]入力しています。また、[+in]入力はGNDに接続し帰還素子としてＣ１＋Ｒ３がある回路です。
この時、比例ゲインを少しでも大きくすると、誤差増幅器の出力が飽和してしまうのですが、回路定数の決め方など教えてください。参考になる書物やＵＲＬでも構いません。
ちなみにこの後段には、三角波発生回路とコンパレータがあり、ＰＷＭ制御をする回路になります。
度重なる質問で申し訳ありませんが、どなたかお教え願います。

回答No.1

LCR707 · ベストアンサー

誤差増幅器はＰＩ型なので、この特性をボード線図に書くと、直流のゲインが無限大になることがわかります。（実際はＯＰアンプのオープンループゲインになる）。
　誤差増幅器を飽和させずにちゃんと動作させるには、この後にＰＷＭ回路と電圧検出回路を置き、誤差増幅器の検出電圧端子に電圧をフィードバックさせてループを閉じなければなりません。もっとも、まだＰＷＭ回路はできていないようですから、仮の回路を置きます。例えば誤差増幅器の出力電圧０～１Ｖに対してＰＷＭ変調は０～１００％変化するとし、さらにその出力に対して制御対象の発生する検出電圧が０～５Ｖになるとすれば、ＰＷＭ回路と制御対象を含めた伝達関数は
　P(s) = 5
となります。つまり、誤差増幅器の出力電圧を５倍して、検出電圧とすれば良い訳です。この式の場合は時定数を持っていないので、ループは必ず安定します。

　実際の制御対象が１次や２次の遅れを持っている場合は、
　P(s) = K/(1 + sT) 　　とか
　P(s) = K/(w^2 + ws/Q + s^2)
　のような形になりますから、適当に予測してつないでみて下さい。なお、この対象を安定させるには、以前も言いましたが制御理論の学習が必要です。

　なお、前回の回答で、
　C(s) = R3 / R2 + 1 /(s C1 R2)
としましたが、誤差増幅器は反転増幅器なので、
　C(s) = - R3 / R2 - 1 /(s C1 R2)
が正解です。符号を間違えると負帰還が正帰還になってしまいます。

お礼

お礼が遅くなり、大変申し訳ありませんでした。
先日のアドバイスをもとに自分なりに色々考えてシミュレーションを行い、ようやく何とか設計が出来ました。
度重なるアドバイスを頂きまして、本当にありがとうございました。