最近在学习Microchip的AN1477关于LLC的功率级传递函数推导及数字补偿器设计,对其中的2P2Z数字补偿器的系数有一些困惑。我在MATLAB中运行了源程序提供的VMC_LLC.m文件,发现有些地方和AN1477中的结果不一致。现在把相关有疑问的地方列举出来,也有可能我的理解有错误,到时需要和Microchip的技术支持进行沟通。
数字补偿器的传递函数如下,在AN1477的第23页EQUATION 48和EQUATION 50。
零点是使传递函数分子为0的解,得到s1 = -α + jβ和s2 = -α - jβ,极点是使传递函数分母为0的解,那么有s1 = 0, s2 = -ωp,AN1477中说明第一个极点放置在198K rad/sec(第23页右下方),那这样补偿器传递函数的分母是:
这个是正确的,分子中有一个数字补偿器的积分增益Kc,看文档的说明是用来最小化稳态误差的,如果穿越频率为10.5KHz,则的Kc的值是:37.0138,计算方式及结果在MATLAB中有说明(当时源程序中的穿越频率 fc = 10KHz,Kc的计算结果是35.2397,这个和EQUATION 50中的36.97还是有很大差异,我把它改为10.5KHz后才变为37.0138),如下图:
根据系统从功率级传递函数中获取的主极点信息,两个补偿器零点分别是:ωz1 = -2.050968836111013e+04 + 1.931546679434790e+04i,
ωz2 = -2.050968836111013e+04 - 1.931546679434790e+04i
是一对共轭复数,如果把ωz1和ωz2代入到EQUATION 48中下方的Gc(s)得到的结果是:
这个结果和原来的结果相差较大,不知道我的计算是不是有问题。
功率极的零极点分布和补偿器的零极点分别在文档的第21页和第24页。
再来看补偿器传递函数的离散化形式计算方式,如下图:
我查看了Gcv的分子和分母的系数,如下图:
分母的系数是对的,分子的系数第1项是37.0138,第2项1.5183e+06,这不刚好是我上面贴出来的补偿器传递函数中的:4.102e+04 x 37.0138 = 1.518306076e+06,第3项2.9397e+10也正是补偿器传递函数中的:7.937e+08 x 37.0138 = 2.937785306e+10,最后的离散化结果如下图所示,而它正是通过Gcv计算得到的:
% Discretization of compensator transfer function using tustin or bi-linear transfromation
Gcv_d = c2d(Gcv,Ts,'tustin');
再对比LLC源代码程序,正是用的这些系数:
最后附上AN1477的PDF文档及相关MATLAB需要的文件下载链接:
200W DC/DC LLC Resonant Converter Reference Design | Reference Design | Microchip Technology