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LCC-LCC无线充电恒流/恒压闭环移相控制仿真 Simulink仿真模型，LCC-LCC谐振...

article 2026/4/1 23:14:04
LCC-LCC无线充电恒流/恒压闭环移相控制仿真 Simulink仿真模型LCC-LCC谐振补偿拓扑闭环移相控制 1. 输入直流电压350V负载为切换电阻分别为50-60-70Ω最大功率3.4kW最大效率为93.6% 2. 闭环PI控制设定值与反馈值的差通过PI环节输出控制量限幅至0到1之间控制逆变电路移相占空比 3. 设置恒压值350V恒流值7A搞无线充电的都知道LCC拓扑这玩意儿在恒压恒流切换时贼有意思。最近在Simulink里搭了个闭环移相控制的LCC-LCC模型实测最大效率干到93.6%输出功率飙到3.4kW不带虚的。今天就跟大伙儿掰扯掰扯这个模型的几个关键点。先看主电路结构输入直流350V怼进全桥逆变。重点在这对称的LCC谐振腔——原边副边各带一个LC补偿网络。仿真时发现个有趣现象当负载电阻在50Ω到70Ω之间跳变时移相角自动调整的曲线跟心电图似的活脱脱一个闭环系统的应激反应。核心算法在PI控制这块。建模时给控制量加了硬核限幅% PI控制器参数 Kp 0.15; Ki 2.5; limit_lower 0; limit_upper 1; % 伪代码实现 error V_ref - V_fb; integral integral error * Ts; phase_shift Kp*error Ki*integral; phase_shift clamp(phase_shift, 0, 1);这个0到1的归一化处理可不是随便定的对应着移相角从0°到180°的物理范围。实际调试时发现Ki值超过3就会震荡后来用临界比例法才摸到2.5这个甜点值。负载切换逻辑有点门道。当检测到输出电流超过7A时控制目标自动从恒压切到恒流模式。Simulink里用Stateflow搞了个状态机switch_mode_condition: if(I_out 7 current_mode CV) enter CC_mode; setpoint 7; elseif(V_out 340 current_mode CC) enter CV_mode; setpoint 350; end注意那个340V的回差电压设定这招防抖动能避免在临界点反复横跳。实测切换过程输出电压波动不超过5%比某些开环方案稳多了。LCC-LCC无线充电恒流/恒压闭环移相控制仿真 Simulink仿真模型LCC-LCC谐振补偿拓扑闭环移相控制 1. 输入直流电压350V负载为切换电阻分别为50-60-70Ω最大功率3.4kW最大效率为93.6% 2. 闭环PI控制设定值与反馈值的差通过PI环节输出控制量限幅至0到1之间控制逆变电路移相占空比 3. 设置恒压值350V恒流值7A谐振腔参数设计要特别注意Q值。原边感抗算到120uH时实测ZVS零电压开关效果最佳。这里有个经验公式谐振频率f0 1/(2π√(Lr*Cr))保持f0略低于开关频率本案例设85kHz这样在负载变化时始终工作在感性区。副边补偿电容取220nF这个值大了容易导致电流过冲小了又带不动重载。最后说下效率优化。仿真数据显示死区时间设在200ns时损耗最小再短就会炸管。副边同步整流管用GaN器件比硅管效率能提升1.2个百分点不过成本就...你懂的。实测93.6%的效率点出现在60Ω负载时这时候移相角刚好卡在0.43这个黄金比例上。整个模型跑下来最大的感悟是移相控制就像玩跷跷板得在电压电流之间找动态平衡。下次打算试试模糊控制替换PI看能不能把切换瞬态再压榨个20%出来。

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