PK10全天计划网页版歡迎您的到來!

世紀電源網社區logo
社區
Datasheet
標題
返回頂部
原創 第十期概念組

Average Current Mode Control for CLLC Series Resonant Dc to Dc Converters

[復制鏈接]
查看: 4858 |回復: 16
1
maileyang
  • 積分:2837
  • |
  • 主題:21
  • |
  • 帖子:699
積分:2837
LV8
副總工程師
  • 2018-11-7 09:10:03
小編:如果樓主的作品對你的研發學習和知識儲備有了很大的幫助,歡迎點擊活動頁面投上你寶貴的一票吧!
前言:本文模型基于PLECS 4.1.1環境。

  這是一個雙向CLLC的理論模型,仿真目的在于考察控制方法的可行性。通常我們用單電壓環和電流環做諧振拓撲的控制,恒壓和橫流環總是只有一個在起作用。由于PCM不便于在諧振拓撲上實施(飛兆有個IC是FAN7688是用諧振電流的積分做峰值電流控制,這應該是屬于另辟蹊徑的騷操作,但也給我們帶來了更多的思考,在控制方法不能僅僅固話自己的思維,騷操作才流弊),所有我一直在考慮能否把那種雙環控制應用到諧振拓撲上。通俗的講就是電壓外環速度較慢,電流內環速度較快。電流內環用于限制功率級的傳輸特性,用于實現高速度的控制響應。由于之前一直比較懶(關鍵是建模水平弱雞),在PSIM環境里面用C語言寫VCO的模型一直沒搞出來,當我轉到PLECS中才發現該軟件提供非常易用的VCO控制模型,可以很容易在這個基礎上繼續開發應用。所有,這是本文的起點。這里感謝泡菜哥,日天哥,曹博士,向我推薦這個軟件。
  雙向CLLC的功率框架:


  對輸出電流和輸出電壓進行了采樣,為了實現電流內環控制,同時也采樣了變壓器電流。由于變壓器的電流為通開關頻率的高頻交流量,為了實現控制,必須要將其轉變為較為低頻的直流量。所以對變壓器高頻電流進行處理的低通濾波器就是整個系統的最為關鍵。如果該低通濾波器濾波太狠,固然能產生較為穩定的表征變壓器電流的被控量,但是電流內環的控制與實際值產生的延遲極大,這相當于大幅度的降低了系統的相位預留。但是如果低通濾波器的濾波不太猛,表征變壓器電流的控制量中的交流分量太大,那么電流內環的控制器也不能很好實現閉環控制,輸出會又很大的振蕩。于是你只能折中考慮,經過測試低通濾波器的時間常數在10*10^-5對100KHZ的變壓器電流來說,能得到比較不錯的結果。
  下圖是電流內環低通濾波器:先取絕對值然后做s域的低通濾波,然后轉成數字量做控制。


  變壓器電流和經過低通濾波器后的波形可見下圖中的底部:
  其中綠色是變壓器電流,紅色是經過低通濾波器后的電流信號。
  上部分是經過100KHZ采樣后的數字量輸出。


  電流環內部的模型:
  分別是低通濾波和采樣,下面是電流內環的2P2Z,為了加大內環的增益,我外加了2.5倍的增益。




  電流內環的BODE為:



  為了測試Average Current Mode Control的效果,我做了輸出30-100%的負載切換,可以從下圖看到輸出波形調整的又快又穩,過沖控制在10%之內。

  現在在來看一看電流內環的控制效果:
  上方的綠色是電壓外環的輸出,紅色是變壓器電流。下方是電流內環的輸出:




  從經過上面的動態和啟動測試來看,采用Average Current Mode Control確實能提升一定的LLC閉環性能。我決定在后續的項目中,導入該種控制方法,同時與傳統單電壓環的性能會在實際測試中體現,請期待后續。  

參考文檔:
1,Average Current-Mode Control for LLC Series Resonant Dc-to-Dc Converters  
Jinhaeng Jang*, Pidaparthy Syam Kumar, Dongyun Kim, and Byungcho Choi

School of Electrical Engineering and Computer Science
Kyungpook National University, Taegu, Korea
Educational leave from LG Electronics, Pyungtaek, Korea
jinhaeng.jang@lge.com



附錄:
電流內環的傳遞函數:
tf_c =

  -7.576e08 s - 5.739e11
  ----------------------
  757.6 s^2 + 1.894e08 s

Continuous-time transfer function.


tf_d =

  -2.231 z^2 - 0.01684 z + 2.214
  ------------------------------
     z^2 - 0.8889 z - 0.1111

Sample time: 1e-05 seconds
Discrete-time transfer function.


FB_CLLC_3P3Z_current_loop.zip (12.78 KB, 下載次數: 41)

評分

參與人數 1財富 +2收起理由
天色湛藍 + 2很給力!

查看全部評分

收藏收藏8
世紀電源網-錦秋
  • 積分:7485
  • |
  • 主題:225
  • |
  • 帖子:509
積分:7485
LV8
網站編輯
  • 2018-11-7 09:13:38
 
感謝樓主分享~
admin
  • 積分:27232
  • |
  • 主題:2333
  • |
  • 帖子:8794
積分:27232
管理員
  • 2018-11-7 09:53:21
 
感謝將自己的實踐經驗分享分享給大家,可以一起交流探討,
靖哥哥
  • 積分:2080
  • |
  • 主題:4
  • |
  • 帖子:643
積分:2080
LV8
副總工程師
  • 2018-11-8 11:58:32
 
不錯哦,感謝樓主!多來點資料大家就給你投票了
greendot
  • 積分:27892
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:8065
積分:27892
LV10
總工程師
  • 2018-11-8 13:15:09
 
Vout scope 里的 axis label 標錯了。
輪回少寂
  • 積分:129
  • |
  • 主題:10
  • |
  • 帖子:22
積分:129
LV2
本網技師
  • 2018-11-14 11:11:53
 
感謝樓主分享!~下載下來學習
znz23456
  • 積分:1283
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:48
積分:1283
LV6
高級工程師
  • 2018-12-17 16:37:55
 
感謝樓主分享


i370forever
  • 積分:224
  • |
  • 主題:25
  • |
  • 帖子:37
積分:224
LV3
助理工程師
  • 2018-12-28 15:50:42
  • 倒數10
 
樓主還有沒有
querli_wjh
  • 積分:239
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:3
積分:239
LV3
助理工程師
  • 2019-1-16 12:48:05
  • 倒數9
 
感謝樓主分享~
jy02919887
  • 積分:194
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:24
積分:194
LV2
本網技師
  • 2019-4-29 14:09:00
  • 倒數8
 
學習一下,謝謝
此山中
  • 積分:248
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:8
積分:248
LV3
助理工程師
  • 2019-5-5 17:41:24
  • 倒數7
 
期待樓主更新,我之前用dsPIC搭過雙環控制的CLLC,外環使用PI,內環也是PI,實測的效果震蕩嚴重,主要問題是LLC的電流是正弦的,當時沒有找到解決平均電流的采樣問題,因為無法獲得原邊的平均電流,所以環路一直震蕩,期待樓主的結果
maileyang
  • 積分:2837
  • |
  • 主題:21
  • |
  • 帖子:699
積分:2837
LV8
副總工程師
  • 2019-6-14 10:25:18
  • 倒數4
 
這確實是各問題,所有我后面把這個控制方式放棄了。
我的測試在穩態時有較好的控制結果,但是在輕負載電流波形不是正常正弦時,濾波器的參數不能得到平滑的被控波形,導致產生了很多穩態。
另外也有一點考慮就是如果使用高延遲的低通濾波器來平滑變壓器電流,這樣控制中的產生的延遲是相當大的,這也很明顯的降低了環路的相位余量和穩定性。
所有經過一番測試后,我把這種方法作罷了。
Ken_123
  • 積分:328
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:81
積分:328
LV4
初級工程師
  • 2019-5-10 09:25:40
  • 倒數6
 
謝謝分享~~~
DanielWang
  • 積分:244
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:8
積分:244
LV3
助理工程師
  • 2019-6-5 23:05:52
  • 倒數5
 
樓主能分享一下PLECS 4.1.1嗎
lee111
  • lee111
  • 離線
  • LV3
  • 助理工程師
  • 積分:251
  • |
  • 主題:1
  • |
  • 帖子:47
積分:251
LV3
助理工程師
  • 2019-6-18 21:13:09
  • 倒數3
 
圍觀大神
joker1234
  • 積分:30
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:7
積分:30
LV1
本網技工
  • 2019-6-26 00:53:55
  • 倒數2
 
感謝大大分享
lgz339
  • 積分:148
  • |
  • 主題:0
  • |
  • 帖子:5
積分:148
LV2
本網技師
最新回復
  • 2019-10-14 11:46:31
  • 倒數1
 
圍觀學習
熱門技術、經典電源設計資源推薦

世紀電源網總部

地 址:天津市南開區黃河道大通大廈5層

電 話:400-022-5587

傳 真:(022)27690960

郵 編:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#換成@)

世紀電源網分部

廣 東:(0755)28285637 /(13823562357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

網站簡介 | 網站幫助 | 意見反饋 | 聯系我們 | 廣告服務 | 法律聲明 | 友情鏈接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息舉報

Copyright 2008-2019 21dianyuan.com All Rights Reserved    備案許可證號為:津ICP備10002348

PK10全天计划网页版 全天北京PK10开奖计划 腾讯分分彩计划网 腾讯分分彩开奖历史 5分11选5万位计划