如何使用示波器与信号发生器扫描LLC开环增益曲

1. 主回路

如下图所示为系统整体架构，包括LLC主功率线路，采集线路、RC滤波线路，DSP运算。DSP通过采集由差分运放转化而来的输出电压量（一阶RC滤除线路杂波），经数字环路产生特定频率的驱动信号。

2. 小信号注入

通过在回路中注入大信号与小信号来分析整个回路的环路特性，注入方法如下图所示:

注入DSP的信号由直流大信号和交流小信号组成。

直流大信号主要为LLC提供稳定的工作点。即若小信号为0时，DSP采集大信号的电压值，将其乘以固定的K值，转换成特定的驱动频率信号PWM，使LLC工作输出为特定的工作电压。

控制器中，其PWM周期量表示为：

周期量=K*采样数字量

假如在4A满载下输出为24V的情况下PWM的频率为50kHz左右（60M的DSP对应的数字量量为1200），小直流源给定2V信号（对应的采样数字量为19859,15位采样保存），则K值为1200/19859=0.0604，大致将采样值向右移4位（除以16），即在小信号为0的情况下，调节直流大信号即可调节输出稳定工作点为24V/4A。

环路特性分析是基于小信号模型，在大信号上叠加特定频率特定幅值的小信号送入DSP，DSP采样会根据小信号瞬时值的变化而瞬时调整输出量（电压）。

通过示波器获取注入信号与输出信号的波形，通过对比注入信号（CH1）与输出信号（CH2）的延时，幅值大小，即可分析整个环路特性。

3. 数据获取

如下图为100Hz小信号（200mv p-p）注入波形，CH1与CH2通道波形。

输出至输入增益=288mV/200mV

相位= -1.00401000.36（负号表示输出滞后输入）

依次调节需要注入小信号的频率，测试数据如下：

将数据导入mathcad即可绘制出LLC的未补偿前的开环增益曲线与相位曲线。

最后根据测试所得的环路特性设计满足需求目标的环路补偿器。