直流高压电源主要应用于高端精细剖析仪器、高端医疗剖析仪器、静电应用、激光雷达、核探测、惯性导航、雷达通讯、电子对抗、高功率脉冲、等离子体推进等行业范畴。
LC串联谐振拓扑是直流高压电源中最为常用的拓扑结构。上一期内容中咱们对 LC 串联谐振变换器的作业原理进行了剖析，今天继续为大家共享 LC 串联谐振变换器的仿真建模及操控战略剖析。
依据开关频率 f~ s ~ 与谐振频率 f ~ r ~ 的联系，变换器有三种作业形式，而实际应用时一般作业在 DCM 形式（0< f ~ s ~ < 0.5f ~ r~）。这儿咱们将对电路参数进行规划，并使用 Simulink 软件搭建LC串联谐振变换器模型，对电路 DCM 形式进行仿真。
一、电路规划
01、电路拓扑规划
LC 串联谐振拓扑包括： 原边 LC 全桥串联谐振电路、变压器和副边整流电路。
副边电路常用的有全桥整流电路以及倍压整流电路，这儿以副边整流选用全桥整流电路为例，电路拓扑结构如图所示：
02、电源技术指标规划
❏**输入电压 ** v~ in~ ： 100V(95~105)
❏**充电电压 ** v~ o~ **：**1000V
❏**充电时间 ** t ： 1s
❏**负载电容 ** c~ d~ ： 500F
❏**最大作业频率 ** f~ smax~ **：**10kHz
03、器材参数规划
▍变压器变比N规划
V~ omax~
N ~max ~ = ——————
V~ inmin~
V~ omin~
N ~min ~ = ——————
V~ inmax~
这儿变压器变比选取 N=10
▍谐振频率规划
电路作业在 DCM 形式下 0<f~ s~<0.5f~ r~，f ~ r ~ = 2f~smax ~= 20kHz
▍谐振电感与谐振电容规划
依据上式能够解得 L ~ r~ =1.1mH，C ~ r~ =6.9F。
二、电路仿真
01、电路模型搭建
现在，电路仿真软件许多，本次咱们选用Matlab中的可视化电路仿真软件包 Simulink 进行电路模型搭建。
Simulink 被广泛应用于线性体系、非线性体系、数字操控及数字信号处理的建模和仿真中。
接下来就让咱们一起进行 LC 串联谐振变换器电路模型搭建。
▍启动 Simulink
翻开 Matlab 软件，启动 Simulink；
▍模块****器材挑选
点击“ 模块库浏览器 ”图标进行器材挑选。
以直流电压源为例，查找“Elec trical Sources”，挑选“DC Voltagte Source”，拖拽至模型搭建界面；
▍参数设置
双击器材进行参数设置。
以直流电压源为例，双击电压源图标会弹出参数设置界面，填入输入额定电压值“100”V即可
▍电路模型
重复上述过程进行器材挑选与参数设置后，按照电路拓扑结构对器材进行衔接,得到的LC串联谐振变换器模型如图：
02、开环调试
电路模型搭建完成后，在输入与输出端增加传感器模块，并接入示波器模块中进行波形调查；然后搭建 PWM 波形发生电路并输入至开关器材端。
开环调试电路如图所示：
此处 PWM 操控方法为调频操控，经过改动开关频率到达调理输出电压的目的。
首先设置 PWM 开关频率为 1kHz，占空比为40%，能够看到输出电压幅值在1200V左右；然后设置开关频率为 5kHz，能够调查到输出电压为350V左右。
如此，电路输出电压波形契合预期，且可经过改动开关频率实现输出电压调理，契合电路操控规则。
03、闭环调试
这儿闭环选用 PI 操控方法，电路规划如图：
点击“运行”按钮进行拓扑电路的闭环调试，点击波形采集窗口能够调查到输出电压波形如图。
这儿设置的闭环输出电压为1000V，能够看到输出电压最终稳定在1000V，契合变换器规划要求。
到这儿，LC 串联谐振变换器的电路规划与仿真现已完成了，电源的输出基本契合预期。
