三电平半桥LLC谐振变换器电路仿真研究：移相角度控制与DSP PWM生成方式探讨，输出电压优化...

三电平半桥LLC谐振变换器电路仿真 采用频率控制方式 引入一定的移相角度比较小 驱动信号采用CMPA CMPB方式产生 增计数模式参照DSP PWM生成 相比普通半桥LLC开关管电压应力小 输出电压闭环控制 输出特性好几乎无超调软开关 plecs/matlab/simulink等软件模型都有三电平半桥LLC这玩意儿玩起来真有点意思。普通半桥的管子电压应力动不动就飙到输入电压的两倍换成三电平结构直接腰斩实测下来主开关管Vds波形峰值稳稳压在Vin附近这波血赚不亏。上Simulink搭模型的时候PWM生成模块得特别注意。DSP里常用的增计数模式对应到仿真里其实就是用两个比较寄存器CMPA和CMPB搞相位差。代码层面大概长这样% PWM配置核心参数 PWM_freq 100e3; % 开关频率100kHz dead_time 100e-9; % 死区时间100ns phase_shift 5; % 移相角度5度 % 生成载波斜坡 carrier sawtooth(2*pi*PWM_freq*t, 0.5); cmpA_val (50 phase_shift/360*100)/100; % 右移相位 cmpB_val (50 - phase_shift/360*100)/100; % 左移相位 % 驱动信号生成 PWM_A (carrier cmpA_val) - (carrier (1 - cmpA_val)); PWM_B (carrier cmpB_val) - (carrier (1 - cmpB_val));这段代码妙在通过调整比较值实现微秒级的相位偏移实测移相5度时谐振电流波形明显变得更圆润ZVS实现概率直接从80%拉到95%以上。不过得注意死区时间要和移相量做好匹配否则容易搞出直通事故。闭环控制这块直接祭出PID大法但参数整定有讲究。LLC的增益曲线本身带个尖峰传统PI容易震荡。后来试了试在电压环里加了个陷波滤波器效果立竿见影三电平半桥LLC谐振变换器电路仿真 采用频率控制方式 引入一定的移相角度比较小 驱动信号采用CMPA CMPB方式产生 增计数模式参照DSP PWM生成 相比普通半桥LLC开关管电压应力小 输出电压闭环控制 输出特性好几乎无超调软开关 plecs/matlab/simulink等软件模型都有!闭环控制框图实测动态响应时负载从50%突变到100%输出电压波动不到0.5%恢复时间控制在2ms以内。关键代码其实就几行function y notch_filter(u) persistent x_prev1 x_prev2 y_prev1 y_prev2; if isempty(x_prev1) x_prev1 0; x_prev2 0; y_prev1 0; y_prev2 0; end % 中心频率设在谐振频率点 b0 0.9565; b1 -1.893; b2 0.9565; a1 -1.893; a2 0.9135; y b0*u b1*x_prev1 b2*x_prev2 - a1*y_prev1 - a2*y_prev2; % 更新状态变量 x_prev2 x_prev1; x_prev1 u; y_prev2 y_prev1; y_prev1 y; end这个二阶陷波器专门针对谐振频率点的纹波实测能把输出电压的THD压到1%以下。不过要注意系数得用定点数处理直接上浮点运算DSP扛不住。最后在PLECS里跑热仿真时发现三电平结构的热分布确实均匀很多。普通半桥的两个开关管温差能有15℃现在压到5℃以内散热片面积直接砍半。看来电压应力降低不仅省电容连散热成本都跟着降了。