三相LLC的閉環(huán)仿真模型的實(shí)現(xiàn)方法

前言：

???? 本文模型基于PLECS 4.1.1環(huán)境。

????三相LLC能大幅度的降低輸出紋波電流，而且能擴(kuò)展單相LLC的輸出功率范圍。在中大功率的應(yīng)用上，是非常適合的選擇。本文將提供一種三相LLC的閉環(huán)仿真模型的實(shí)現(xiàn)方法。主要是介紹仿真模型的搭建過程，本文中不提供具體的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，這一塊后續(xù)再聊。

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? 對比單相LLC的控制來說，三相LLC主要是需要通過閉環(huán)控制器來控制三個(gè)半橋的開關(guān)頻率，而且還需要保證三個(gè)信號錯(cuò)相120°。在以前我曾經(jīng)使用觸發(fā)器和門電路在PSPICE環(huán)境中搭建過，但是時(shí)間過去太久了，這個(gè)模型找不到了，所以我晚上就花了點(diǎn)時(shí)間在PLECS的環(huán)境中來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)方法可以推廣到SIMULINK，SIMLPIS，PSIM等環(huán)境中。首先我們來看VCO的實(shí)現(xiàn)，這一塊是實(shí)現(xiàn)三相LLC閉環(huán)控制模型的關(guān)鍵。
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? 為了得到三相交錯(cuò)120°的波形，我們首先要得到一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)波形，比如頻率可變的三角波或者是鋸齒波。這里我選擇一個(gè)三角波，也就是只有單純上升沿的三角波。這里是通過一個(gè)帶外部復(fù)位的積分器來實(shí)現(xiàn)，我們知道給積分器施加一個(gè)直流量，積分器的輸出值會線性上升，也就是輸出一個(gè)三角波。當(dāng)積分器的輸出值上升到某個(gè)設(shè)定點(diǎn)后，我們在這個(gè)固定的點(diǎn)上復(fù)位積分器。那么只要復(fù)位的點(diǎn)和外部施加的直流量固定，那么積分器輸出的三角波的周期長度肯定是固定的。所以，我們可以固定積分器的復(fù)位點(diǎn)，通過改變施加在積分器上的直流量的大小，來改變積分器輸出的上升沿的的上升速度，所以這樣就能減少或改變?nèi)遣ǖ闹芷陂L度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對頻率變化的控制。具體可見：

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? 在我們得到可受直流量控制周期長度的三角波之后，我們就可以對三角波進(jìn)行切割來得到PWM波形，繼而在通過增加死區(qū)時(shí)間來獲得對稱互補(bǔ)的PWM波去驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管。我們先來看看三相PWM波的產(chǎn)生，具體思路是：A相從0~0.5三角波周期，得到原始的PWM波。這里你可以通過施加PHASE DELAY等器件來實(shí)現(xiàn)對B&C相的PWM輸出。也可以跟我下面一樣通過門電路來實(shí)現(xiàn)對三角波的切割的輸出PWM，又如B相：可以取0.3333~0.8333的的波形，如C相，可以選擇0.8333~下一個(gè)三角波的0.3333，這樣就得到了三相PWM輸出，具體可見下圖所示：

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PWM輸出：

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死區(qū)時(shí)間部分：過于簡單，看模型即可了解。

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? 有了三相頻率可調(diào)的PWM發(fā)生器，即可開始搭建閉環(huán)模型，在增加閉環(huán)控制器后，就完成了模型搭建。這里用最高開關(guān)頻率去減閉環(huán)控制器的輸出，就能保證每次開機(jī)都是從最高頻率往低頻降，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)。

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運(yùn)行波形：

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三相電流：

三相原邊半橋電壓：

三相副邊半橋電壓：
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輸出電壓：

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輸出電容紋波電流，非常低

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