如下是同步Buck電壓單環(huán)控制的原理圖，相信大家對這個原理也不陌生了，因為已經(jīng)采用多次了。我們分別看一下這種控制方式的優(yōu)缺點。

電壓控制模式的優(yōu)點：

1.PWM三角波幅值較大，脈沖寬度調(diào)節(jié)時具有較好的抗噪性；

2.對于多路輸出電源，它們之間的交叉調(diào)整率比較好；

3.單一反饋電壓閉環(huán)設(shè)計，調(diào)試比較容易。

電壓模式缺點：

電壓控制模式環(huán)路控制中由于不涉及到輸入電壓的變化，也就是說輸入電壓并沒有直接參與反饋環(huán)路的閉環(huán)控制，因此，線性調(diào)整率不好，輸入電壓突變時的響應(yīng)較慢。（什么是線性調(diào)整率？它就是反映輸入電壓的變化導(dǎo)致輸出電壓的相對變化量）

那么如何對電壓控制模式的缺點進(jìn)行改善？

我們可以對輸入電壓進(jìn)行采樣，進(jìn)行一個電壓前饋模式控制的PWM技術(shù)，改善線性調(diào)整率，也就是我們所說的自適應(yīng)增益控制。它可以提供具有高度靈活性和可擴(kuò)展性的自適應(yīng)反饋環(huán)路增益調(diào)節(jié)，讓電路在不同輸入電壓下具有類似的增益曲線，使電路具有更高的穩(wěn)定性。

其實自適應(yīng)增益控制的用途很廣泛，一般在模擬控制中，零極點的位置由電容電阻的組合來決定。一旦組合值確定，那么它的零極點補(bǔ)償?shù)奈恢靡矝Q定了。但是在實際應(yīng)用中，比如VMC的Buck電路，輸入電壓的變化、溫度變化引起輸出電容ESR的變化等都會影響實際功率級的增益和相位，還有就是在PFC應(yīng)用當(dāng)中，有些磁芯的抗直流偏置的能力比較弱，輸入交流電壓在過零點和峰值點對應(yīng)的電感量有很大的差別，根據(jù)PFC功率級的傳遞函數(shù)可以看出，整個功率級的增益是跟隨輸入電壓實時變化的。模擬控制往往只能采取一套靜態(tài)的環(huán)路參數(shù)（用于補(bǔ)償?shù)碾娙蓦娮杌敬_定），那么很難保證電源在整個工作范圍的穩(wěn)定可靠工作。這個時候如果采用數(shù)字控制，那么可以在算法當(dāng)中引入根據(jù)不同工作條件而調(diào)節(jié)不同的環(huán)路參數(shù)，這樣就可以保證電源在整個工作范圍區(qū)間穩(wěn)定可靠的工作，數(shù)字控制的靈活性得到了完美的體現(xiàn)。

在電壓控制模式中，那么輸入電壓使如何影響增益變化的？哪些因素會使增益隨輸入電壓下降？

一般我們認(rèn)為， 增益的大小可以描述為在一定時間內(nèi)提供一定功率的能力 ，在低壓輸入情況下，輸入電壓越低，電感電流的斜坡越小；增益的大小越小。下面是在不同輸入電壓下測試的電壓環(huán)路Bode曲線。

可以看到，總增益電平隨著輸入電壓和負(fù)載而變化，其中輸入電壓占主導(dǎo)地位。在輸入電壓和負(fù)載上，當(dāng)增益向上/向下移動時相位余量基本保持不變 

那么自適應(yīng)增益需要達(dá)到一個什么樣的目的呢？

可以通過調(diào)制對輸入電壓變化引起的零極點位置，將補(bǔ)償不期望的增益變化，使整個開環(huán)增益曲線保持類似恒定不變。也就是下面的這種情況：

由于零極點可用于在不改變相位的情況下調(diào)整總的增益，所以我們可以在不同的輸入電壓下實時的去改變零極點的位置，那么我們就可以實現(xiàn)自適應(yīng)增益的控制。比如輸入電壓增大，我們可以將左移；輸入電壓降低，可以將右移。

那么我們改如何引入自適應(yīng)控制以及如何在dsPIC中實現(xiàn)它呢？

這是一個type3型的超前-滯后補(bǔ)償器

其中：

由于在dsPIC內(nèi)部執(zhí)行的是線性差分方程，我們首先需要將s域的3p3z轉(zhuǎn)化為z域的線性差分方程。一般采用的方法是雙線性變換，將s與z的關(guān)系式代入type3型的傳遞函數(shù)，即可得到z域的表達(dá)式，再將z域表達(dá)式轉(zhuǎn)化為線性差分方程。

其中：

這個就是最后得到的線性差分方程，其中有系數(shù)A1/A2/A3和B0/B1/B2/B3。觀察每個單獨系數(shù)方程的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)由原點處極點的存在引入控制系統(tǒng)的積分器增益僅影響 B 系數(shù)，而所有 A 系數(shù)保持不變。 此外，由原點處的極點引入的增益的交叉頻率僅作為系數(shù)方程其余部分的簡單因子出現(xiàn)。因此，可以通過在運行期間將調(diào)制因子 與所有 B 系數(shù)相乘來實現(xiàn)環(huán)路增益調(diào)制，從而實現(xiàn)有源環(huán)路增益調(diào)制，有效地將 LDE變?yōu)椋?/p>

可以看到B系數(shù)都乘了一個系數(shù)，那么這個系數(shù)是如何得來的呢？

我們假設(shè)電感L恒定，則電流斜率與電感兩端的電壓成正比，因此，對于不同類型的轉(zhuǎn)換器而言，我們可以通過確定來確定以下斜率.

增益等效值為：

因此增益因子可以描述為:

自適應(yīng)增益控制實現(xiàn)

上圖顯示了AGC作為前饋控制器的實現(xiàn)，根據(jù)輸入電壓 的變化調(diào)整補(bǔ)償器 的環(huán)路增益。它包括對輸入電壓的采樣、監(jiān)測器和調(diào)試器，系統(tǒng)增益調(diào)制應(yīng)僅響應(yīng)輸入電壓的變化，一個輸入端口足以補(bǔ)償功率級增益變化（本例采用這種方式來實現(xiàn)）。 然而，通過這個示意圖中將最新的輸出電壓和負(fù)載附加到調(diào)制方案中，可以實現(xiàn)更精確的增益變化補(bǔ)償（本次課程不涉及）。調(diào)制器通過在運行時調(diào)整原點處的極點增益（積分器增益）的截至頻率來增加或減少總反饋環(huán)路增益.

增加對輸入電壓的采樣，如下圖，然后實時的去調(diào)整零極點的位置。

最終實現(xiàn)的電壓環(huán)測試Bode圖如下：

測試數(shù)據(jù)如下：

謝謝大家收看，本人能力有限，如有不妥，請麻煩指正。