本文的数字控制器选用的是Freescale公司的MC56F8323芯片,主频达到60MHz。为了在现有的硬件条件下确定变换器系统能达到的最大采样频率,在中断程序开始处利用一个通用输入输出端口加以电平翻转指示信号,不断的提高采样频率,根据翻转信号判断中断程序能否执行完,如果指示信号频率小于采样频率的一半,如图4最后一种情况所示,即说明实时中断无法在指定时间内完成,即为现有条件下系统的最大允许采样频率。不同的算法程序,变换器系统能达到的最高采样频率也不一样。

4.2极点配置选择PID参数

数字控制系统,尽管是一个离散系统,如果采样周期T取值足够小,数字控制系统可以近似看作连续系统,对连续系统控制参数进行离散化后,由数字控制器实现变换器的调节。

按照上面的假设,当变换器的LC输出滤波器的截止频率远远小于开关频率,同时直流母线的输入电压Uin恒定不变的时候,移相全桥变换器除了输出滤波器部分可以看成是一个增益恒定的放大器,这一部分的s域模型如图5所示。

图5 移相全桥主电路s域模型

图5中Uab(s)为副边整流后的电压,Uc(s)代表控制器的输出值。这里再设定几个量,iL代表电感电流,io代表的是负载电流,为了分析的方便,io看成是负载的扰动。

考虑移相全桥变换器整流后的输出电压和负载电流的扰动,运用状态空间平均模型法推导输出滤波器的输出响应,见式(3)。同时,可以画出方框图如图6所示。

图6 输出滤波器的s域模型

综合主电路、滤波器和PID控制器模型可以得到系统的框图如图7所示。

图7 PID控制的DC/DC变换器系统框图

根据图7可以得到系统的闭环传递函数,见式(4)。

特征方程式(5)的三个根就是系统传递函数的三个闭环极点。闭环系统的动态响应性能、稳定性主要由闭环极点在s平面上分布的位置决定。移相全桥DC/DC变换器的闭环系统是三阶系统,属于高阶系统,其动态特性主要由闭环主导极点决定。如果根据变换器控制系统的动态性能指标确定了闭环系统主导极点希望位于