前言：周末找大佬借了一台BODE100频率响应分析仪使用，对基于TSC电流模式谐振变换器的loop gain进行了测试，我以为这个控制实现最低也应该是K级别的穿越频率，但是实际测试起来发现仅220Hz//PM45deg。可见下图所示，这个引起了我的一些思考，是控制器的参数设置不合理吗？
测试环境：
目前在DSP中配置为80KHz的ADC采样，采样完毕后进入EOC中断程序，进行闭环控制。闭环控制仅由一个PI来实现，PI的输出直接给到PWM寄存器作为TSC的控制对象TD来做控制变量的更新。从套路上来看基本是正确的，没什么大问题的，但是测试的loop gain确实非常低，但是我把闭环控制器PI的的传递函数和BODE100测试的数字放在一起进行对比后发现，TSC的功率级的传递函数模型，确实是一阶的模式，因为增益曲线上没有看到二阶模型存在的增益尖峰，这也是符合在simlpis中的分析结果，已经诸多论文和文献中的反复阐明。
上图中，蓝色为直接测试的loop gain，可当中数字控制的电流型LLC包含反馈的开环传递函数，黄色为闭环控制器所使用的PI控制器。经过对比可以看到loop gain的相位在低频起点是从90deg开始，然后在300Hz附近因为PI控制器的零点把相位提升了起来，所以可看到相位的提升。从loop gain的增益曲线来看，功率级的被控对象的模型在低频处增益极低，考虑到PI提升的低频增益，它应该是-30dB。所以如果要继续提升增益可以直接加大PI控制器的增益，来把Loopgain的穿越频率直接往高频移动，这是最简单粗暴的调节方法。 但是仔细考虑后也想到了一个关键问题，在ST提出TSC的这篇论文中提到了TSC的振荡器的调制增益的计算方法，但是这里是基于模拟的实现。如果换算到数字控制中，因为使用PWM周期计数器的周期达到700个点，所以计算Gmod的话，这个是一个非常非常小的值。它主要表示了闭环控制器输出的PWM周期点数对功率级上开关频率的影响能力。下图中的公式不方便直接替换到数字中计算Gmod，但是考虑DFC的LLC中数字控制的调制增益的计算：1000个PWM计数器点对应100KHZ，则可计算GMod = 1e3/100e3 = 0.01，那么在设计DFC环路时就需要考虑频率调节器的增益对整个loop gain的影响。因此，我可以基于上诉分析与推测，数字电流模式TSC在低频处扫描到这么的增益，很大可能是因为Gmod的增益很低，这两个乘进去后就看到这个低频处低增益的效果，不过怎么说，频率控制系统建模应该和PWM控制模式一样考虑到调节器的增益和其物理意义。
闭环调节器的参数设计： 考虑到220Hz的穿越频率确实低的吓人，所以应该设计新的闭环控制器参数来把系统的动态响应提升，我初步预计应该要提升到2KHz左右。根据扫描数据可知，loop gain 在2KHz是-25.6db减去PI调节器提供的23.9dB，为-49.5dB，则新的闭环控制器需要在2KHz点提升49.5dB增益。另外相位提升为：63deg - 72deg = -9deg，若考虑到45deg的PM，则相位提升需要55deg。因此上面就得到了闭环控制器的设计基础，考虑到PI控制器的手段不够灵活，这里我后面会使用2P2Z来做，具体设计细节将会在后面的内容中继续展开，下次再聊，感谢观看，谢谢支持。关于电流型模式LLC在数字控制系统中的实现内容：
关于本人：我是杨帅，目前从事逆变器储能行业，专注在双向AC/DC变换器领域，对双向DC/DC的研究较多。数年来一直从事电力电子仿真技术研究与应用推广，致力于实现让天下没有难搞的电源而努力。