三相LLC的闭环仿真模型的实现方法

前言：

     本文模型基于PLECS 4.1.1环境。

    三相LLC能大幅度的降低输出纹波电流，而且能扩展单相LLC的输出功率范围。在中大功率的应用上，是非常适合的选择。本文将提供一种三相LLC的闭环仿真模型的实现方法。主要是介绍仿真模型的搭建过程，本文中不提供具体的参数设计方法，这一块后续再聊。

 

  对比单相LLC的控制来说，三相LLC主要是需要通过闭环控制器来控制三个半桥的开关频率，而且还需要保证三个信号错相120°。在以前我曾经使用触发器和门电路在PSPICE环境中搭建过，但是时间过去太久了，这个模型找不到了，所以我晚上就花了点时间在PLECS的环境中来实现。这个方法可以推广到SIMULINK，SIMLPIS，PSIM等环境中。首先我们来看VCO的实现，这一块是实现三相LLC闭环控制模型的关键。
 

 

  为了得到三相交错120°的波形，我们首先要得到一个时间基准波形，比如频率可变的三角波或者是锯齿波。这里我选择一个三角波，也就是只有单纯上升沿的三角波。这里是通过一个带外部复位的积分器来实现，我们知道给积分器施加一个直流量，积分器的输出值会线性上升，也就是输出一个三角波。当积分器的输出值上升到某个设定点后，我们在这个固定的点上复位积分器。那么只要复位的点和外部施加的直流量固定，那么积分器输出的三角波的周期长度肯定是固定的。所以，我们可以固定积分器的复位点，通过改变施加在积分器上的直流量的大小，来改变积分器输出的上升沿的的上升速度，所以这样就能减少或改变三角波的周期长度，进而实现了对频率变化的控制。具体可见：

 

  在我们得到可受直流量控制周期长度的三角波之后，我们就可以对三角波进行切割来得到PWM波形，继而在通过增加死区时间来获得对称互补的PWM波去驱动功率开关管。我们先来看看三相PWM波的产生，具体思路是：A相从0~0.5三角波周期，得到原始的PWM波。这里你可以通过施加PHASE DELAY等器件来实现对B&C相的PWM输出。也可以跟我下面一样通过门电路来实现对三角波的切割的输出PWM，又如B相：可以取0.3333~0.8333的的波形，如C相，可以选择0.8333~下一个三角波的0.3333，这样就得到了三相PWM输出，具体可见下图所示：

 

PWM输出：

 

 

死区时间部分：过于简单，看模型即可了解。

 

  有了三相频率可调的PWM发生器，即可开始搭建闭环模型，在增加闭环控制器后，就完成了模型搭建。这里用最高开关频率去减闭环控制器的输出，就能保证每次开机都是从最高频率往低频降，实现了软启动。

 

运行波形：

 

三相电流：

三相原边半桥电压：

三相副边半桥电压：
 

 

输出电压：

 

输出电容纹波电流，非常低