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三相單級PFC-LLC仿真分析

CHANBAEK ? 來源: LLCer ? 作者: fuu ? 2023-10-28 11:28 ? 次閱讀

電路來源如下專利文件,第一發明人為李想博士。

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本文來對這個電路進行仿真,看看實際波形是什么樣子。

基本參數:三相交流有效值220Vac,交流頻率50Hz,LLC諧振頻率100kHz,輸出500V/10kW

主功率電路如下,LLC是T-type三電平全橋。

輸入端交流線上的三個電感量是uH級,用來抑制LLC的高頻開關電流。雙向開關右側的三個電容為uF級,用來吸收LLC的高頻開關電流。此電路無需大容量的母線電解電容,也沒有穩定的母線電壓(相比兩級拓撲)。

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控制部分的簡圖如下,有三個環路。

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交流端的電路看起來和Vienna拓撲一樣(但無母線電解電容),這里不同的是三組雙向開關均為工頻動作。和Swiss Rectifier工作一樣,相電壓最大的一相連接的上二極管導通,相電壓最小的一相連接的下二極管導通,相電壓是中間值的一相對應連接的雙向開關導通。波形如下,這樣在每時每刻交流三相線均對應和T-type全橋LLC的三個輸入端子相連接,成為LLC的輸入電壓。

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LLC一方面控制輸出電壓/電流穩定,另一方面控制其端口輸入電流平均值跟隨其端口輸入電壓,這樣交流輸入電流就由12段正弦形狀拼接成正弦波形。

開環仿真,波形如下,諧振電流存在明顯的低頻包絡(調制效應)

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在Vsw峰值處,將上圖展開,對應LLC工作在Region1

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在Vsw谷值處,將上圖展開,對應LLC工作在Region2

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閉環仿真,閉環后波形總體與開環無差異,在交流電壓30度扇區分界點附近,交流電流的紋波,比開環要大點。

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將LLC換成I-type三電平全橋,主功率電路如下

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閉環仿真,閉環后波形總體與T-type無差異,在交流電壓30度扇區分界點附近,交流電流的紋波比較明顯。

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在Vsw峰值處,將上圖展開,對應LLC工作在Region1

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在Vsw谷值處,將上圖展開,對應LLC工作在Region2

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