移相全橋仿真matlab仿真

利用matlab軟件對該變換器進行仿真分析，參考《脈寬調制DCDC全橋變換器的軟開關技術》3.6節進行仿真實驗。

為了驗證移相全橋ZVS PWM全橋變換器的工作原理，利用matlab軟件對該變換器進行仿真分析，參考《脈寬調制DCDC全橋變換器的軟開關技術》3.6節進行仿真實驗。

輸入電壓：Vin=310V；輸出電壓54V；輸出電流Io=10A。

仿真所采用參數：諧振電感Lr=24uH，變壓器原副邊匝比K=3，輸出濾波電感：Lf=75uH，輸出濾波電容Cf=3000uF，開關頻率fs=100kHz。

一、搭建Matlab仿真模型

控制以及PWM產生模塊如下：通過利用余弦函數構造驅動，設置開關頻率為100Khz，設置恒壓環以及恒流環，同時進行運算，其中恒壓恒流環輸出的物理意義為相移角度。理論上相移角度可設置為[0-pi]。目前仿真暫時設置為[0.2*pi,0.9*pi]。

注意類似于LLC要從最高頻率開始軟起動一樣，移相全橋也應該從最大相移角度開始軟起動，因此積分模塊初始設定值為最大相移角度0.9*pi（或者pi）。

整個控制以及PWM模塊產生如下：

開關頻率為100k，電壓環電流環同時運算，取兩者的最大相移角度進行控制輸出，以實現恒壓橫流的自動切換（LLC也可以使用該取環路最值自動切換恒壓恒流）。

二、仿真實驗波形

圖1 (a)原邊電壓VAB，原邊電流IL，(b)整流電壓Vrect，(c)超前橋臂上管應力，超前橋臂驅動，(d)流過超前橋臂上管電流，(e)滯后橋臂上管應力，滯后橋臂驅動，(f) 流過滯后橋臂上管電流。

從上圖超前橋臂上管和滯后橋臂上管的應力以及驅動、管子電流可以看到：開關管是在VDS下降為0，體二極管導通時開通的，所以它們均是零電壓開通的。它們關斷時，其結電容的存在，使它們是零電壓關斷，因此，移相全橋控制方式實現了開關管的ZVS。

從上圖中的副邊整流電壓Vrect可以看到，當原邊電感電流從負變正，或者正變負的時候，副邊存在占空比丟失。而且留意到原邊電感電流iL的變化在各個階段呈現不一樣的特點。如下圖所示：

根據電感電流與兩端電壓的關系式：

diL=(VL*dt)/L

可以知道iL變化的斜率kL=VL/L。

原邊電流從負到正這個階段，由于副邊二極管同時導通，副邊變壓器電壓為0，原邊變壓器電壓被鉗位為0，電感兩端電壓VL直接等于橋臂電壓VAB，并且副邊的濾波電感Lf沒有參與進來，所以原邊等效電感為Lr，綜合電感兩端電壓變大，而電感量變小這兩個因素此階段電流的斜率kL是最大的。當副邊濾波電感參與進來，并且變壓器開始了能量傳輸，變壓器原邊電壓建立，電感兩端電壓會大大降低，綜合電感兩端電壓變小，以及電感量變大這兩個因素，使得接下來的電流變化斜率變小。