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在PSIM軟件中進行LLC設計驗證的方法

冬至子 ? 來源:LLCer ? 作者:fuu ? 2023-05-16 14:53 ? 次閱讀

多年前使用PSIM軟件時,其自帶的SmartCtrl令人印象深刻,用來做電源環路設計驗證是極方便的。

新版本PSIM功能越來越強大,不再是單一的仿真工具,更是優秀的設計驗證工具,本文以軟件自帶的Power Supply Design Suite模塊為例,來做一個全橋LLC的設計驗證嘗試。

菜單中該模塊位置如下,從此菜單進入可開始全新的設計,軟件將按照設計模板自動生成一個路徑及各項文件。

poYBAGRjJ4mAQeonAACngl3tu3Y411.png

除此外,在自帶的仿真例子中也包含了這幾項的實例。

pYYBAGRjJ5eASqYhAACFyGZ8V8Q697.png

直接打開全橋LLC模型后,得到如下界面(輸入參數稍稍稍調整過),仿真運行后的穩態波形也很快得到。

pYYBAGRjJ7GAEbqCAABQ3pL9dbU932.pngpoYBAGRjJ7-ABVkDAAB57q1-qhs959.png

PSIM的時域仿真速度也是很快的,如下參數設置,2s時間就完成仿真

pYYBAGRjJ86AaM5SAABPaE8iabs883.png

Power Supply Design Suite中,LLC仿真界面的核心在于左上角的設計選項。

1,點擊UpdateParameter File選項可在目錄下生成parameters-main.txt文件,包含電路參數及相關設計公式,文件中的值與左側參數框相對應。

poYBAGRjJ9yAY-t5AACmZzCcAEI796.png

點擊UpdateParameter File右側的help選項,可查閱詳細的參數說明,help文件中還提供了2個文檔,對該模塊進行了更加詳實的解說。

pYYBAGRjJ-qAE0huAAB49gQmRKo719.png

2,接下來的重點是Steady State Solver選項,點擊后界面如下,左上側是參數輸入,左下側是參數輸出(點擊左下角Calculate后顯示),右側是波形顯示窗口,對應左側的參數下的穩態波形。在左側調整參數后點擊Calculate可查看更新的波形,比如提高輸入電壓使LLC工作到高于諧振頻率的區域1。

pYYBAGRjJ_6AeeXoAADJSo8BXbc032.png

相同條件下和LLCer做個對比,波形是完全重合的!

pYYBAGRjKB2ARCg0AAC20MVroiM192.png

poYBAGRjKCKAE29JAACxg23Yhuw325.png

從上述可看出,Steady State Solver是一個極準確的穩態波形計算工具。這正是LLCer波形計算所做的,現在商業軟件上也集成了此功能。

3,Design Curve選項,點擊后進入如下界面,同樣左側是參數輸入和參數顯示窗,右側是曲線顯示窗,左下方提供了多項參數曲線顯示,有增益曲線,有各項電流。

pYYBAGRjKDOAYdsZAACIuGPIueo444.png

和LLCer結果對比如下,完全重合!

pYYBAGRjKFCAKx5RAACA4Tr97do306.pngpoYBAGRjKFWAVPnNAABbY8OvrO4095.png

Design Curve同樣是一個非常準確的直流增益計算工具,LLCer直流增益計算在這項工作的結果上,與PSIM的結果非常吻合。

僅從LLC這個例子就可以看出,PSIM軟件在電源應用上功能越來越強大,不僅能支持開關電源的快速仿真,對于前期的設計驗證工作支持度也是非常高的,并且非常實用。

常規的LLC參數設計依靠基頻分析法,結合設計者的設計經驗積累,雖然也能夠得到優秀的設計,但在特殊應用中(比如極寬輸出范圍)想快速得到優化方案是比較困難的。從精確的增益曲線和波形計算為出發點,來處理這種應用,就方便很多了,這也是LLCer的初衷。

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