Measurement of the Loop Gain Frequency Response of Digitally Controlled Power Converters

Abstract

The study of the loop gains frequency response in a power converter is a powerful tool commonly used for the design of the controllers used in the control stage. As the control of medium and high power electronic converters is usually performed digitally, it is useful to find a method to measure the digital loop gains. The purpose of this paper is to present a method for properly measuring the loop gain frequency response of digitally controlled power converters by means of an analog Frequency Response Analyzer (FRA). An analog sinusoidal reference signal generated by the FRA is injected through an Analog to Digital Converter (ADC) into the digital controller, and added to the discrete feedback signal. To obtain the frequency response of the open loop gain, both feedback and disturbed feedback signals are sent back to the FRA by using the Pulse Width Modulation (PWM) peripherals of the controller.

An Adaptive Synchronous-Reference-Frame Phase-Locked Loop for Power Quality Improvement in a Polluted Utility Grid

“…has b een measured by means o f t he frequency r esponse analyzer ( FRA) N F F RA5097 [48]. The r eal t ime d ata has been r ead f rom t he DSP b y using t he RTDX co re [49]; MATLAB has b een u sed to process and to p lot t he co llected data.…”

An Adaptive Digital Control Technique for Improved Performance of Grid Connected Inverters

“…First of all, the open-loop frequency response of the PL controller has been measured by means of the frequency response analyzer NF FRA5097 [24]. The obtained results are shown in Fig.…”

Técnicas de filtrado adaptativo aplicadas al rechazo selectivo de perturbaciones en inversores fotovoltaicos trifásicos

“…Para ello, se ha llevado a cabo la medida de la ganancia de lazo abierto del mismo con filtrado adaptativo, T PLL , con los reguladores diseñados en apartados anteriores, para una frecuencia de red de 50Hz, 45Hz y 55Hz, de manera que la estabilidad del sistema pueda ser comprobada dentro del rango de funcionamiento propuesto. En la Figura 4-53 se muestra dicha ganancia de lazo, medida de acuerdo al método propuesto en [160], [161]. Los resultados han sido procesados con MATLAB© para una mejor representación de los mismos.…”

“…En primer lugar, se ha llevado a cabo la medida de la respuesta en frecuencia del regulador PL propuesto en apartados anteriores, cuando la frecuencia de ajuste es fija, medida de acuerdo al método propuesto en [160], [161], empleando el analizador de respuesta en frecuencia NF FRA5097. Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 5-64, donde se comprueba que la ganancia de cada uno de los filtros resonantes junto con la acción proporcional es la esperada, de acuerdo a la TABLA 5-XIV.…”

“…Para evitar este problema, deben emplearse técnicas PWM discretas, donde la moduladora es una versión muestreada de la referencia analógica. En este caso, el valor muestreado de la moduladora se mantiene constante en un periodo completo de la portadora [32], [33]. • Trailing Edge Regularly Sampled PWM: Corresponde a la versión discreta de la modulación Trailing Edge Naturally Sampled PWM, y por lo tanto la portadora es un diente de sierra, tal y como se muestra en la Figura 1-24.…”