全桥LLC谐振变换器控制：PI与ADRC对比分析

1. 全桥LLC谐振变换器控制概述

全桥LLC谐振变换器作为现代电力电子系统的核心部件，凭借其零电压开关（ZVS）特性和高效率表现，在服务器电源、电动汽车充电桩等场景得到广泛应用。其典型工作频率范围在100kHz-1MHz之间，通过谐振腔（Lr、Cr）和励磁电感（Lm）的协同作用实现软开关。在实际工程中，输出电压的闭环控制质量直接决定了系统可靠性，特别是在面对50%-100%的负载阶跃时，控制算法的动态响应能力成为关键指标。

传统PI控制器因其结构简单、参数整定直观，一直是工业界的首选方案。其比例系数Kp和积分时间Ti的典型取值区间分别为0.1-1.0和10-100μs，通过调节这两个参数可以平衡响应速度与稳定性。但随着系统复杂度提升，PI控制在应对非线性扰动时的局限性逐渐显现，此时自抗扰控制(ADRC)展现出独特优势。ADRC通过扩张状态观测器(ESO)实时估计系统总扰动，理论上可补偿任何形式的干扰，其核心参数包括观测器带宽ωo和非线性因子α，通常ωo取开关频率的1/5-1/10，α在0.25-0.75之间调节。

2. PI控制实现与参数整定

2.1 离散化PI算法实现

在实际数字控制系统中，PI控制器需采用离散化形式。以TMS320F28335 DSP为例，其实现代码如下：

c复制typedef struct {
    float Kp;       // 比例系数
    float Ki;       // 积分系数
    float Ts;       // 采样周期(s)
    float upper;    // 输出上限
    float lower;    // 输出下限
    float integral; // 积分项
} PIController;

float PI_Update(PIController *pi, float ref, float fbk) {
    float error = ref - fbk;
    pi->integral += error * pi->Ki * pi->Ts;
    // 抗积分饱和处理
    if(pi->integral > pi->upper) pi->integral = pi->upper;
    if(pi->integral <