LLC谐振变换器仿真建模与操控战略剖析
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LLC谐振变换器。作为谐振开关技能的重要拓扑之一,具有高效率、调压特性好、宽负载改动规模内作业特性优秀等特色,广泛应用于。电源。供给、电动汽车充电、。LED。照明、太阳能电池板体系以及。工业自动化。等多个范畴。
上期内容中咱们对 LLC谐振变换器的电路结构与。作业原理。进行了剖析,了解到变换器最为常用的调制方法为脉冲频率调制(PFM)。今日持续为咱们共享 LLC谐振变换器的。仿真。建模及操控战略剖析。
一、。电路规划。01。电路拓扑规划。
LLC谐振变换器首要包括:开关电路。、谐振电路以及整流电路。这儿以常用的全桥LLC变换器为例进行仿真剖析,电路拓扑结构如下:
02。电源技能。目标规划。❏。输入额外电压vin:150V(130V~170V)❏。输出额外电压vo:200V(180V~220V)❏。输出额外功率P:900W❏。谐振频率fr:100kHz03。器材。参数。规划。
▍。规划准则。
在实践电路规划时,一般作业在欠谐振状况(fmsr),且应该确保电路的增益M随频率单调改动。增益M与频率的联系如下式所示:
其间Q为质量要素,与负载。电阻。及谐振参数有关(n为变压器变比,RL为输出负载):。
K为励磁电感Lm与谐振电感Lr的比值,即K=Lm/Lr;fn为电路开关频率fs关于二元谐振频率的归一化表明,fn=fs/fr。
电路的增益与频率的联系如下图:
为保证增益曲线的单调改动,电路的开关频率应大于纯阻性曲线与电路增益曲线的交点频率fi(也便是电路作业的最小开关频率fsmin),因为一般fi>fm,因而电路作业一般作业在fi~fr之间。
▍。参数核算。
核算变压器变比n。
确认输入电压规模Vimin、Vimax,额外输入电压Vinom,输出电压规模Vomin、Vomax,额外输出电压Vonom,额外输出功率Ponom。
依据增益曲线并结合规划准则确认参数K值与Q值。
其间,K一般取值在4~5(作为参阅规模),这儿取K=5;Q选取规模一般在0.3~0.6(作为参阅规模),这儿取Q=0.5。
核算副端输出负载电阻与原端等效电阻。
核算变压器副端输出负载电阻:
核算变压器原端等效负载阻值:
确认谐振电感Lr和谐振。电容。Cr。
二、。电路仿真。01。电路模型建立。
现在,电路仿真软件许多,本次咱们选用。MATLAB。中的可视化电路仿真软件包。Simulink。进行电路模型建立。
Sim。ulink被广泛应用于线性体系、非线性体系、数字操控及。数字信号。处理的建模和仿真中。
接下来就让咱们一同进行LLC 谐振变换器电路模型建立。
▍。发动。Simulink。
翻开MATLAB软件,发动Simulink;
▍。模块器材挑选。
点击“。模块库浏览器。”图标进行器材挑选。
以直流电压源为例,查找“Electrical Sources”,挑选“。DC。Voltag。te。Source”,拖拽至模型建立界面;
▍。参数设置。
双击器材。进行参数设置。
以直流电压源为例,双击电压源图标会弹出参数设置界面,填入输入额外电压值“150”V即可;
▍。电路模型。
重复上述过程进行器材挑选与参数设置后,依照电路拓扑结构对器材进行衔接,得到的LLC谐振变换器模型如图:
02。开环调试。
电路模型建立完结后,在输入与输出端增加。传感器。模块,并接入。示波器。模块中进行波形调查;然后,建立驱动波形发生电路并输入至开关器材端。
开环调试电路如图所示:
LLC谐振变换器常用脉冲频率调制(PFM)方法,经过调理开关频率进行输出电压调理。
设置开关频率为100kHz,能够调查到输出电压为168V;然后,设置频率为70kHz,能够调查到输出电压为183V。
如此,电路输出电压波形契合预期,且可经过改动开关频率完结输出电压调理,契合电路操控规则。
03。闭环调试。
这儿闭环选用。PI。操控方法,电路规划如图:
点击。“运转”。按钮进行拓扑电路的闭环调试,点击波形收集窗口能够调查到输出电压波形如图。
这儿设置的闭环输出电压为200V,能够看到输出电压终究稳定在200V,契合变换器规划要求。
到这儿,LLC谐振变换器拓扑的电路规划与仿真现已完结,电源的输出根本契合预期。
下期内容咱们将持续带咱们建立实践的。硬件。电路渠道,并合作PPEC操控中心和PPECW。or。kbench开发软件进行LLC谐振变换器拓扑的免代码开发。敬请期待!
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