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谐振半桥LLC的控制方式不同于传统PWM的定频调占空比。其控制的关键是用，电压或电流之中的某个变量来控制开关频率。而不是传统的PWM的电压模式，用反馈电压和某个三角波比较，得出占空比实现闭环。峰值电流模式，将反馈电压和采集的电流>电流信号比较，电流内环决定占空比实现闭环控制。 那么LLC闭环仿真的关键点，就是实现用反馈变量来控制开关频率的。另外一个关键点就是，两路接近50%占空比的驱动，两路之间的驱动要加入死区时间。死区时间和实现零电压开关有很重要的关系，所以模型上这个死区时间就要可调。我曾经在电源网上看到有位大师，使用了L6599A内部的电路，成功的实现了电流控制频率的振荡器，这就是LLC闭环的关键点。 下面先看看这位大师的建模过程和方法:
; L( g1 G! P* A+ H( r （L6599A 内部的原理图） 上图就是L6599A内部振荡器的原理部分，我们可以根据这个电路在仿真环境来实现它的功能。原理图中的一些关键点参数，见下图： （原理图的关键参数） 这个原理图的简单意思是： 运放的在输出有2V电压，这个运放会驱动三极管流过电流，流过三极管的电流会被电流镜像。首先2V/RFmin这个电流，会通过两个电流镜电路对到控制频率的CF充电。Km * IR 会对电容CF充电。电容电压达到了4V，SR触发器会给出个低电平。三极管导通会对CF电容以2*Km *IR电流放电。当电容电压低于1V后比较器给S脚高电平，SR触发器置位。Q发高电平，控制三极管导通将另外两个三极管的B极电流拉走，使两个三极管关闭，让恒流源对电容放电。所以如果以一个固定的电流对CF充电，而且充电和放电的电流固定且相等，那么就可以产生开和关，时间产生对称的波形了，只是还差个死区时间。 既然已经了解原理，我们就来在Pspice建立这个模型，需要用到的是恒压源、流控电流源、RS触发器、比较器、压控开关。 （L6599A的振荡器电路模型） 见上图，在放电时，用两倍的放电电流，因为上面的电流镜F1还在流过1倍的电流。运行模型后可以得到对称的三角波和方波。D1为放电电流源提供关闭时的通道。 （对称的三角波） 另外要注意的是死区时间的电路，可以这样实现。利用比较器，和一个恒流源对电容充电。当电容电压达到1V时，比较器输出高电平。那么从0~1V的时间就是插入的死区时间。将死区时间和频率控制结合起来就可以成功的闭环仿真了。 ![]()
8 r/ x/ Q- Y" s, r8 z' ~; t: }5 p1 v k6 e* u7 C" A7 k2 F9 [
（死区时间产生） . T" ]/ o% @6 M$ l' l, x) W7 y
见整个闭环控制模型，挺复杂，仿真速度比较慢。我的 I5 4590 + 8G内存配置，运行了一个0 ~20ms的启动波形，跑了5分钟。
- e# S. v- a1 C6 p6 r0 D- B& k ![]() 0 k9 H0 |; d R E
（闭环的LLC模型）, F2 d1 d) s2 Z, s# ?. |$ l
上电前20ms波形：6 i2 x& g" y' t) l, w! i# `
![]()
$ j' t( A; q b$ H6 | （得到瞬态仿真波形）
; \6 y6 x" n& ? 为了提高仿真速度，最好就是简化VCO电路，我在仿真模型库里面看到一个电压控制频率的模型：在anl_misc库 VCO_SQR。功能是：输入电压越高，输出频率越高，电压越低频率越低。这简直是绝佳的LLC仿真控制器，比采用L6599A的电流镜、比较器什么，要快的很多倍。因此改进后的控制模型：（这里频率变化范围是从70K到250KHZ之间，电压控制范围是从+5 ~ -5，外面用一个光耦流过电流加到R2上产生电压，就可以实现了闭环控制，非常之简单）7 Z- H1 w4 ^& Q
![]() " r; P/ Z5 }6 k/ h; k
（利用PSPICE再带的VCO模型）
6 v) u$ i# i7 W. `( [. |* `) L8 p 整体闭环模型，包含死区时间控制：
; ?) B' [' I3 U& _7 O8 M; G ![]()
9 B/ {/ u# T A; ~（新的闭环LLC模型） # x& V. _( H$ s4 J! h
, `4 W. J _. z$ b+ `# V
仿真结果，速度要快很多，附一个测试波形。
0 T4 V! e! K- ~7 X5 D& E![]()
( p3 M- A) T1 _. A; W1 d1 j7 a7 G（仿真后得到的波形，工作频率稍低于谐振频率）2 x4 N4 S! o* Z" U( H
6 s. L' a: I" J0 B5 e: H2 v
仿真环境：orcad captrue PSPICE A/D 16.62 i. m L9 \( U i9 P
参考文档：ST L6599A 数据手册 仿真文件、原理图 . n& K2 c& h9 }: k* i
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发表于 2018-8-23 15:42
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