电流控制模式的LLC闭环仿真模型

abcde1234

理解电流控制模式的LLC和其闭环仿真模型    备注：本文是论文：Bang - Bang Charge Control for LLC Resonant Converters提出的控制思想学习和模仿。下文只是对其学习和理解的三言两语。  
    该论文提出了一种将谐振电流引入控制环路的办法，通过实验证明了这种控制方法非常高效。
; q  o2 e' n/ ?) ^. w/ p' x* }    根据论文的控制思想建立仿真模型：

+ Z1 A$ X) C) |   这种控制思路显然和普通的LLC控制不同，下图是参考L6599A通过反馈拉电流控制频率的方法完全不同，见下图是L6599A类的控制方法。
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: R6 O5 b$ H6 G( U9 s  该模型将电流加入反馈的关键电路在这里：

  由误差放大器的输出Verr给定VCS电压的上限，由母线电压-误差放大器(Vin-Verr)的输出电压，给定了Vcs的下限。上图的E5和E6分别是检测母线电压和谐振电容上的电压，比例为0.01125。这个比例很重要，是决定了最低和最高的开关频率，和工作范围。
  从下图可以很容易看出这个电路是如何工作的。误差放大器给定上限，当VCS电压高于Verr后，比较发出高电平到触发器的R脚，用来关闭当前Q脚上的高电平。Vin-Verr给定Vcs的下限，当Vcs低于这个给定后，发出高电平的S到触发器，用来发出一个新的高电平的Q。开始一个新的周期，可见下图。
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; k6 f; ~" h! n+ m5 B  模型作用简单说明后，开始跑一个25ms的上电仿真。其上电过冲比电压模式小了很多很多。
  最上侧 为输出电压
  中间的谐振电流
1 ^/ o, K2 ]: V* {  最下侧 电流控制波形，当然需要展开才能看到。囧   o(*￣▽￣*)ブ

/ y. v& X- D2 }  展开可以清晰看到，这个控制电路是如何工作的。此时工作电压稳定在53.5V，工作频率也基本在谐振频率上。

  用谐振电流参与反馈，确实能较大的提升LLC的性能。特别是关于过流和母线电压瞬变时，这两个问题是LLC的难题。假设过流时谐振电容电压会快速升高，VCS很快高于Verr的给定，发出高电平的R复位信号，让触发器关闭当前周期。

  这样可以非常快速的提升开关频率，达到逐个周期的功率限制作用。

  考虑母线电压瞬变时：

  母线电压被快速拉低，让SS引脚为高电平的给定为 （Vin -Verr ）。Vin 大幅度下降，则 SS引脚为高的给定也被拉的更低。让VCS上的电压低于( Vin -Verr  )需要的时间更长，这样可以使在母线电压瞬变时，让当前周期的开通时间加长或减少，达到降低或提升频率，达到快速稳定输出的电压的目的。

  这个控制方式，将母线电压和谐振电流都引起控制环路，根据论文的说法是将功率级降低为一阶系统，可以大幅度的提高动态响应性能，大大提升系统的带宽。
/ J. G) g8 ?# W% n- A9 j+ Q  其实，仔细一想其过流保护和母线电压瞬变的工作，就能有所了解。将LLC的两个关键参数引入控制后，对LLC的性能提升确实很厉害。
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1 d# B4 U/ I8 @6 x8 |( p% n

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再补充一个全桥LLC的 恒压恒流，均流的仿真。
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9 X+ ?. X' e2 ?2 ^6 r7 v上电：

, P, [$ ]7 r. @4 R0 B稳态：
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更新几个模型：
! ~$ @7 i/ Z) m; T) {' ^* E1 O1、楼上的 LLC的电流控制模式仿真：

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1 l( g3 }* t/ ~) P) w- L: P  _' o2、全桥LLC 的闭环仿真。这个本来准备做恒流的仿真，大家有兴趣可以搭一下，玩一下看看。


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江振AAA

大佬，膜拜

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