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近期思考關(guān)于LLC諧振變換器的建模,雖然之前實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)仿真。但為了更深一步的了解,我嘗試了幾種方法設(shè)計(jì)VCO模型。下面將方法分享給各位讀者(個(gè)人理解,如有錯(cuò)誤希望大家及時(shí)指正),歡迎大家踴躍討論,分享出你們的實(shí)現(xiàn)方法。
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LLC諧振變換器建模中最重要的環(huán)節(jié)就是壓控振蕩器(VCO)和環(huán)路補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)。
VCO在鎖相環(huán)設(shè)計(jì)中尤為重要,其中講的復(fù)雜,不容易被接受。其實(shí)在模擬電子技術(shù)中學(xué)習(xí)了VCO的設(shè)計(jì)方法。要想實(shí)現(xiàn)VCO方法有多種,例如RC電路充放電實(shí)現(xiàn)、使用數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)、C語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)等。下面分別介紹實(shí)現(xiàn)方法。
設(shè)計(jì)中VCO的參數(shù)參考25600的數(shù)據(jù)書(shū)冊(cè)(第五節(jié)已講述),在這里首先展示sim. Tools中的結(jié)果如圖6-1所示,以該結(jié)果作為參考進(jìn)行模型搭建及驗(yàn)證。
設(shè)置初始頻率為60kHz,則0.1mA時(shí),輸出頻率為68.3kHz。
圖6-1 VCO仿真結(jié)果
⑴ RC電路
利用對(duì)電容充電電流的大小來(lái)調(diào)節(jié)頻率。具體實(shí)現(xiàn)方法,先用RC與運(yùn)放搭建三角波發(fā)生電路,再結(jié)合施密特觸發(fā)器生成方波,通過(guò)改變對(duì)電容的充放電電流,從而實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)。如圖6-2所示。
圖6-2 RC電路實(shí)現(xiàn)方法
通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)電容充放電很難實(shí)現(xiàn)占空比為0.5,方波后面加D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)二分頻,這樣就解決了占空比問(wèn)題。當(dāng)改電路的致命弱點(diǎn)就是隨著輸入電壓的增大輸出頻率非成正比變化,頻率與電壓的關(guān)系曲線可知斜率逐漸減小,如果想要改善需要外加措施,可以進(jìn)一步思考。
⑵ 數(shù)學(xué)方法
環(huán)路輸出的電流是隨時(shí)間變化,對(duì)反饋回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行限幅(目的是限制最大和最小工作頻率),再對(duì)其積分(對(duì)常數(shù)積分成為斜率可變的斜坡函數(shù)),最后取sin函數(shù)(斜率充當(dāng)正弦函數(shù)的角頻率),對(duì)正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)零比較器就實(shí)現(xiàn)了占空比為0.5的方波輸出。具體實(shí)現(xiàn)如圖6-3所示。
圖6-3 數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)
⑶ C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)
該方法是基于函數(shù)6.1實(shí)現(xiàn),如圖6-4所示。
式中:Ac輸出幅值,fc初始頻率,Kc頻率電壓比率,u(t)輸入誤差電壓。
圖6-4 C程序?qū)崿F(xiàn)
以上幾種方法均可實(shí)現(xiàn)VCO功能,綜合比較,第三種最精準(zhǔn),最易實(shí)現(xiàn)。
環(huán)路補(bǔ)償參考TL431指導(dǎo)手冊(cè)。
本部分內(nèi)容僅是學(xué)習(xí)參考,不提供參數(shù)設(shè)計(jì)方法。
關(guān)于模型,第三種方法模型設(shè)計(jì)上傳至此,供讀者參考。
100W LLC模型如圖6-5所示。諧振頻率設(shè)置130kHz,額定負(fù)載時(shí)工作波形如圖6-6所示。
圖6-5 功率模型
圖6-6 額定負(fù)載波形
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