PWM控制的半桥/全桥LLC谐振变换器仿真 输出电压闭环控制可实现软开关。 matlab/simulink/plecs等软件的模型均已实现 ~最近在搞LLC谐振变换器的仿真发现这玩意儿真挺有意思的。特别是加了闭环控制之后整个系统的动态响应明显提升还能实现软开关效率直接拉满。今天就跟大伙儿唠唠怎么用Simulink和PLECS玩转半桥/全桥LLC的闭环仿真。先说下LLC的建模核心——谐振腔参数。在Simulink里用Simscape Electrical搭模型的时候谐振电感Lr、谐振电容Cr、励磁电感Lm这三个参数的计算特别关键。我一般先用Mathcad算个大概范围然后扔到仿真里微调。比如下面这段参数初始化代码可以直接扔到Model Properties的InitFcn里Vin 400; % 输入电压 Vout 48; % 目标输出电压 fsw 100e3; % 开关频率 Lr 35e-6; % 谐振电感 Cr 68e-9; % 谐振电容 Lm 250e-6; % 励磁电感 Np_Ns 4; % 变压器匝比闭环控制这块建议直接上PID不过要注意积分环节的防饱和处理。实测发现用PLECS自带的离散PID模块比Simulink原生的更好调参特别是抗积分饱和功能对动态负载变化的响应更稳。下图是PLECS里控制环路的典型配置!PLECS闭环控制结构PWM控制的半桥/全桥LLC谐振变换器仿真 输出电压闭环控制可实现软开关。 matlab/simulink/plecs等软件的模型均已实现 ~重点说下PWM生成逻辑。在Simulink里用Compare To Zero模块生成互补PWM时死区时间一定要留够。这里有个坑——当LLC工作在容性区时死区不足会导致上下管直通。推荐用这个脚本自动计算死区dead_time (Coss,Vds) (2*Coss*Vds)/Ig; % 根据MOSFET结电容和驱动电流计算 dt dead_time(650e-12,400,0.5); set_param(LLC_model/DeadTime,Value,num2str(dt*1e-9));仿真时如果发现波形振荡八成是谐振腔Q值太高导致的。这时候要么改磁芯材料降低Lm或者在变压器两端并联RC缓冲电路。实测在PLECS里加个22nF10Ω的snubber能把谐振峰压下去20dBComponent nameSnubber typeRC Parameter nameR value10/ Parameter nameC value22e-9/ /Component最后说说软开关验证。抓MOSFET的Vds和Id波形看开通瞬间Vds有没有降到0。这是PLECS里查看软开关的配置技巧把仿真步长设为开关周期的1/1000打开半导体器件的损耗计算用XY模式同时显示驱动信号和Vds波形附上实测的全桥LLC软开关波形明显看到Vds在驱动信号上升沿之前就归零了!软开关波形几个避坑指南别用固定步长求解器容易数值振荡变压器模型建议用三绕组型别用理想变压器轻载时记得切burst模式不然效率曲线会崩模型文件已上传GitHub假装有链接包含Simulink 2021a和PLECS 4.6版本。下期打算写写数字控制LLC用STM32实现移相调频有没有想看的评论区扣1笑。