三相單級PFC-LLC仿真分析

電路來源如下專利文件，第一發(fā)明人為李想博士。

本文來對這個電路進行仿真，看看實際波形是什么樣子。

基本參數(shù)：三相交流有效值220Vac，交流頻率50Hz，LLC諧振頻率100kHz，輸出500V/10kW

主功率電路如下，LLC是T-type三電平全橋。

輸入端交流線上的三個電感量是uH級，用來抑制LLC的高頻開關(guān)電流。雙向開關(guān)右側(cè)的三個電容為uF級，用來吸收LLC的高頻開關(guān)電流。此電路無需大容量的母線電解電容，也沒有穩(wěn)定的母線電壓（相比兩級拓撲）。

控制部分的簡圖如下，有三個環(huán)路。

交流端的電路看起來和Vienna拓撲一樣（但無母線電解電容），這里不同的是三組雙向開關(guān)均為工頻動作。和Swiss Rectifier工作一樣，相電壓最大的一相連接的上二極管導(dǎo)通，相電壓最小的一相連接的下二極管導(dǎo)通，相電壓是中間值的一相對應(yīng)連接的雙向開關(guān)導(dǎo)通。波形如下，這樣在每時每刻交流三相線均對應(yīng)和T-type全橋LLC的三個輸入端子相連接，成為LLC的輸入電壓。

LLC一方面控制輸出電壓/電流穩(wěn)定，另一方面控制其端口輸入電流平均值跟隨其端口輸入電壓，這樣交流輸入電流就由12段正弦形狀拼接成正弦波形。

開環(huán)仿真，波形如下，諧振電流存在明顯的低頻包絡(luò)（調(diào)制效應(yīng)）

在Vsw峰值處，將上圖展開，對應(yīng)LLC工作在Region1

在Vsw谷值處，將上圖展開，對應(yīng)LLC工作在Region2

閉環(huán)仿真，閉環(huán)后波形總體與開環(huán)無差異，在交流電壓30度扇區(qū)分界點附近，交流電流的紋波，比開環(huán)要大點。

將LLC換成I-type三電平全橋，主功率電路如下

閉環(huán)仿真，閉環(huán)后波形總體與T-type無差異，在交流電壓30度扇區(qū)分界點附近，交流電流的紋波比較明顯。

在Vsw峰值處，將上圖展開，對應(yīng)LLC工作在Region1

在Vsw谷值處，將上圖展開，對應(yīng)LLC工作在Region2