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ZHCACS9 june 2023 UCC256402 , UCC256403 , UCC256404

1.1 要對(duì) LLC 諧振轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)域仿真和基本諧波分析，應(yīng)使用哪種變壓器模型？

LLC 拓?fù)淇赏ㄟ^(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

外部電感器和緊耦合變壓器，或
具有不良耦合的集成變壓器，集成了諧振和磁化電感器。

在這兩種實(shí)施方案中，變壓器可建模為 T 型 [1] 或 APR 型號(hào)，如下圖所示。這兩種模型可用于時(shí)域仿真和基礎(chǔ)諧波分析。方程式 1、方程式 2、方程式 3 描述了圖 1 至 4 中給出的所有模型的行為。參考文獻(xiàn) [2] 顯示了耦合電感器變壓器模型的不同變壓器模型派生品。此外，此處提供的視頻：通過(guò)闡明耦合電感器和變壓器建模、LLC 轉(zhuǎn)換器中的變壓器泄漏、多繞組變壓器的泄漏模型以及對(duì) LLC 轉(zhuǎn)換器的影響，使用 SPICE 仿真工具演示了不同的變壓器模型及其性能。

圖 1-1 互感模型

圖 1-3 考慮耦合系數(shù) k 的 T 型變壓器模型

圖 1-2 T 型變壓器模型

圖 1-4 所有初級(jí)參考 (APR) 模型

方程式 1.

v_{1} = L_{1} \frac{d i_{1}}{d t} + M \frac{d i_{2}}{d t}

方程式 2.

v_{2} = L_{2} \frac{d i_{2}}{d t} + M \frac{d i_{1}}{d t}

方程式 3.

k = \frac{M}{\sqrt{L_{1} L_{2}}}

其中 L₁、L₂、M、k 分別是初級(jí)開(kāi)路電感、次級(jí)開(kāi)路電感、互感、耦合系數(shù)。

可以根據(jù)變壓器數(shù)據(jù)表參數(shù)計(jì)算上面所示模型的參數(shù)，其中提供了初級(jí)開(kāi)路電感 (L_p)、次級(jí)短路時(shí)的初級(jí)電感 (L_lk) 和匝數(shù)比。

方程式 4.

k = \sqrt{1 ? \frac{L_{l k}}{L_{p}}}

方程式 5.

L_{1} = L_{p}

方程式 6.

n = 匝數(shù)比

圖 1-5 用于 LLC 設(shè)計(jì)和分析的 T 型變壓器模型

圖 1-6 用于 LLC 設(shè)計(jì)和分析的 APR 型變壓器模型

為了驗(yàn)證模型，使用與 UCC25640x EVM 硬件 [3]（其中使用了 Wurth Electronics [4] 提供的集成變壓器）相同的變壓器參數(shù)建立了一個(gè)閉環(huán) simplis 仿真，該仿真同時(shí)具有圖 1-5 中所示的 T 型模型和圖 1-6 中所示的 APR 模型。在變壓器數(shù)據(jù)表中，L_p、L_lk、n 分別為 510uH、82uH 和 16.5。根據(jù)方程式 4、方程式 5 和方程式 6 得出的變壓器參數(shù)為 k=0.916、L₁=510uH、n=16.5、k*n=15.115。圖 1-7 顯示了 EVM 測(cè)量值與閉環(huán) Simplis 模型之間的比較。我們可以觀察到，在所有情況下，給定輸入電壓的工作頻率幾乎相同。

圖 1-7 根據(jù)閉環(huán)仿真模型以及 12V、15A 負(fù)載下的 EVM 測(cè)量值得出的輸入電壓與開(kāi)關(guān)頻率間的關(guān)系

1.1 要對(duì) LLC 諧振轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)域仿真和基本諧波分析，應(yīng)使用哪種變壓器模型？

1.1 要對(duì) LLC 諧振轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)域仿真和基本諧波分析，應(yīng)使用哪種變壓器模型？