主電路描述如下：FB-ZVZCS有限雙極性；控制芯片：UCC3895；控制方式：平均電流控制模式；變壓器工作頻率：30KHZ。圖1ZVZCS功率器件描述：IGBT：EUPEC-FF200R12KT3功率變壓器：EE118兩對并聯(lián)，原邊16匝，副邊32匝。輸出濾波電感：400UH輸出濾波電容：4700UF隔直電容：3UF電路指標(biāo)描述：輸入：3X220Vac輸出：700VDC，25KW。無PFC。仿真：按照等效電路，全橋電路可以等效為一個BUCK電路模型，只是工作頻率為全橋工作頻率的一倍。按照這個思想等效電路如下：圖2BUCK等效電路等效電路描述如下：VG=510X2=1020Vdc;匝數(shù)比為1：2；原邊母線電壓等效到副邊變?yōu)?倍。L=400UH;C=4700UF,rc=0.05R;Rs=0.05R;FM近似等于1/2.5v。電感電流取樣電阻等效為0.05。方式采用霍爾電流傳感器LA55-SP1，取樣放大后系數(shù)為0.05倍。電感電流下降斜率：V0/L=600V/400u=1.5A/uS;(V0/L)*Rs=1.5A/uS*0.05=0.075v/us=0.75v/10usPWM輸入端斜坡：Vs*fs=2.5v*60k=150000v/s=1.5v/10us(Vin/n-Vo)/L=300v/400us=0.5*V0/L。根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：Ti-open(s)=Rs*He(s)*Gcl(s)*FM*Gdc(s)其中He(s)為采樣增益，Gcl(s)為電流誤差放大器的傳遞函數(shù)，Gdc(s)為Dutyratio/輸出電感電流的傳遞函數(shù)。R=50為負(fù)載電阻。Gdc(s)=(VG/R)*(1+RCS)/[LC*S2+(rc*C+L/R)*S+1]He(s)=1+S/(Q*Wn)+S2/Wn;Wn=PI*fs;PI=3.14,fs開關(guān)頻率。補(bǔ)償前的電流環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)為：Ti-(s)=Rs*He(s)*FM*Gdc(s)下面給出的文件是補(bǔ)償前的電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)：圖3補(bǔ)償前的電流環(huán)伯德圖圖4補(bǔ)償后的電流環(huán)的伯德圖電流環(huán)的誤差放大器參數(shù)如下：比例為1.25，零點(diǎn)在677HZ，極點(diǎn)在31.8KHZ處。圖5電流環(huán)誤差放大器補(bǔ)償參數(shù)分析如下：從圖4補(bǔ)償后的電流環(huán)的開環(huán)伯德圖可以看出：系統(tǒng)低頻段增益比較高，帶寬為500HZ----40KHZ，有一定的中頻帶。0DB穿越點(diǎn)在3.5KHZ，小于開關(guān)頻率的1/5；而且穿越點(diǎn)為-1特性，相位裕量為70度；有一定的增益裕量。控制理論的角度講這個系統(tǒng)的電流環(huán)穩(wěn)定性是沒有問題的。電流環(huán)完畢后，可以模擬電壓環(huán)了。需要更新。圖6電壓環(huán)電路其中Kfb為輸出電壓采樣系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中為1/200。RL為負(fù)載電阻50歐姆。VREF為電壓環(huán)給定值3.5V。RB電阻為開路。設(shè)定電壓環(huán)誤差放大器的輸出是Vva。根據(jù)電流控制方式的原理，電壓環(huán)的小信號等效電路如下：Vva*Vva*/[Rs*(1+S/2*pi*fci)]VOESR=rcRLC圖7電壓環(huán)小信號模型在電壓環(huán)的小信號模型中，電流環(huán)被等效為一個慣性環(huán)節(jié)，在電流環(huán)的穿越頻率fci之前，電流環(huán)增益為一恒定值，而超過fci后，電流環(huán)直接變?yōu)?20DB/DEC。根據(jù)電流環(huán)的特性仿真，fci=3.5KHZ。其中Vva是電壓環(huán)誤差放大器的輸出，這里相當(dāng)于電流環(huán)誤差放大器的給定。電壓環(huán)的環(huán)路在輸出電壓采樣點(diǎn)斷開后，可以得到整個電壓環(huán)的開環(huán)放大傳遞函數(shù)。由此可以得出電壓環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)(不包含pid補(bǔ)償)為：(Vo)/Vva=RL*(rc*C*S+1)/[Rs*(RL*C*S+1)(1+S/(2*pi*fci))]]可以根據(jù)這個傳遞函數(shù)，可以對電壓環(huán)進(jìn)行PID補(bǔ)償設(shè)計(jì)。其中RL=50，rc=0.05,Rs=0.05,pi=3.14,c=4700UF,。通過計(jì)算和仿真，可以得到電壓環(huán)的開環(huán)伯德圖：略。參考文獻(xiàn)：ModelingandPracticalDesignIssuesforAverageCurrentControl.pdf