4 ATRK プラント用アナログ・コントローラ

ATRK プラントの応答を改善し、出力電流を調整するには、最適なコントローラを使用して閉ループ・システムを設計する必要があります。プラント極の影響を補償するには、オペレーショナル・トランスコンダクタンス・アンプ (OTA) タイプ 2 コントローラを選択します (『DC/DC コンバータ用オペアンプと OTA を使用したタイプ II とタイプ III 補償器の説明』を参照してください)。 このコントローラには 2 つの極と 1 つの零点があります。アナログ電圧トラッキングプラント用に設計したアナログ・コントローラを、図 4-1 に示します。ATRK プラント用コントローラを設計する際は、コントローラの帯域幅を COMP ピンの補償の帯域幅よりも小さくする必要があることに注意してください。

さらに、コントローラはナイキスト基準 (コントローラの帯域幅がマイコン ADC サンプリング周波数の半分未満であること) を満たす必要があります。したがって、マイコン ADC からのサンプリング周波数が 10kHz に設定されている場合、3.7kHz のフィルタ帯域幅が選択されています (COMP ピンの補償の帯域幅は 135kHz)。コントローラの伝達関数は、式 2 で表されます。開発されたアナログ・コントローラは、0Hz と 3.6923kHz に極があり、1.0256kHz に零点があります。コントローラの周波数解析を 図 4-2 に示します。

R₁₉ = 15kΩ、C₁₃ = 65nF、C₁₄ = 20nF、g_m = 600μS の場合

設計したコントローラを使用したアナログ電圧トラッキング・システムのループ・ゲイン (O(s) = C(s) × P(s) × K) は 式 4 で表されます。ループ・ゲインの周波数解析を 図 4-3 に示します。