LLC专题（四十五）【独家讲解】基于半桥LLC谐振变换器的开环、闭环、软起动控制的多策略仿真对比研究（仿真模型+讲解+设计文档）

随着电力电子技术和功率半导体器件的飞速发展，开关变换器的工作频率不 断提高。谐振变换器采用软开关方式，相较 PWM 变换器采用的硬开关方式，能 有效地解决高工作频率下低转换效率的问题。 本文首先研究了半桥 LLC 谐振变换器的工作原理，详细分析了初级开关管 的 ZVS 及次级整流二极管的 ZCS 软开关过程。接着使用基波等效（FHA）的方 法简化 LLC 谐振电路，利用 Matlab 软件对其等效电路进行了仿真，分析了稳态 特性。随后给出了谐振槽谐振元件参数的设计步骤，并对参数进行了完整设计。 在此基础上，对半桥 LLC 谐振电路进行仿真建模分析，面对电压闭环系统出现 的浪涌电流问题，在电路启动时设置软启动方式，有效降低了浪涌电流。

30页仿真配套说明文档：

参数设计：

半桥主电路：

1、开环仿真模型：

LLC 正常工作时会出现三种情况：开关频率大于谐振频率、开关频率等于谐 振频率和开关频率小于谐振频率。三种情况下的谐振波形和整流管的波形不同， 下面给出三种情况下的仿真结果。

2、闭环仿真模型：

该半桥 LLC 谐振变换器采用的是脉冲频率调制，通过采样输出电压，和给 定电压相减后得到电压误差，经过 PI 控制器得到控制量，该控制量经过压控振 荡器（VCO）产生对应的频率信号，进而产生占空比为 0.5 的开关管开通或者关断信号。

观察启动时谐振电感和励磁电感电流波形和输入电流波形，在启动时 他们均出现了很大的过电流，在现实运用中，这对器件的电流硬力提出了很高的 要求，因此需要设置一个软启动以减低启动时的浪涌电流。

3、软起动闭环仿真模型：

由仿真结果可知，在加入软启动后，输出电压可以更快调节至额定值，而且启动时开关管和二极管的浪涌电流得到了有效的抑制，达到了预期的效果。