变频与移相混合控制的全桥LLC谐振变换器仿真模型，输入300V-400V，输出360V，在0.02s时输入切换，输出保持为360V，且电流为欠谐振状态

在电力电子领域，全桥LLC谐振变换器因其高效、低电磁干扰等优点被广泛应用。今天咱就来唠唠这个基于变频与移相混合控制的全桥LLC谐振变换器仿真模型，它有着特定的输入输出要求，还得在特定时刻进行输入切换，保持输出稳定，并且处于欠谐振状态。

模型设定

这个变换器的输入电压范围是300V - 400V，输出稳稳地保持在360V。在0.02s的时候，输入会进行切换，而输出得维持360V不变，并且电流要处在欠谐振状态。

代码实现与分析（以MATLAB/Simulink为例）

搭建电路模型

首先，在Simulink中搭建全桥LLC谐振变换器的基本电路结构。这包括全桥逆变电路、LLC谐振网络和整流滤波电路。

• 全桥逆变电路：

% 创建全桥逆变电路模块
Inverter = 'Simscape Electrical / Power Electronics / Full - Bridge Inverter';
add_block(Inverter, 'MyModel/Inverter');
% 设置输入电压端口
set_param('MyModel/Inverter', 'VoltageSource1', 'V1');
set_param('MyModel/Inverter', 'VoltageSource2', 'V2');
% 连接控制信号端口
set_param('MyModel/Inverter', 'ControlSignal1', 'C1');
set_param('MyModel/Inverter', 'ControlSignal2', 'C2');

这段代码就是在Simulink里添加一个全桥逆变电路模块，并设置它的输入电压端口和控制信号端口。全桥逆变电路负责将直流输入电压转换为高频交流电压，为后续的LLC谐振网络提供激励。

• LLC谐振网络：

% 创建LLC谐振网络模块
LLC_Network = 'Simscape Electrical / Elements / Series RLC Branch';
add_block(LLC_Network, 'MyModel/LLC_Network');
% 设置电感、电容参数
set_param('MyModel/LLC_Network', 'Inductance', 'Lr');
set_param('MyModel/LLC_Network', 'Capacitance', 'Cr');
% 连接到逆变电路输出
connect('MyModel/Inverter', 'A', 'MyModel/LLC_Network', '1');

这里创建了LLC谐振网络模块，并设置了电感、电容参数。LLC谐振网络利用电感和电容的谐振特性，对逆变后的高频交流信号进行处理，实现软开关，提高变换器效率。它连接到全桥逆变电路的输出端，接收逆变后的信号。

• 整流滤波电路：

% 创建整流滤波电路模块
Rectifier = 'Simscape Electrical / Power Electronics / Diode Bridge';
add_block(Rectifier, 'MyModel/Rectifier');
Filter = 'Simscape Electrical / Elements / Series RLC Branch';
add_block(Filter, 'MyModel/Filter');
% 连接电路
connect('MyModel/LLC_Network', '2', 'MyModel/Rectifier', 'A');
connect('MyModel/Rectifier', 'P', 'MyModel/Filter', '1');

这段代码添加了整流滤波电路模块，将LLC谐振网络输出的高频交流信号转换为直流信号，并通过滤波电路滤除杂波，得到稳定的输出电压。

控制策略实现

采用变频与移相混合控制策略。变频控制主要通过改变逆变电路的开关频率来调整变换器的输出，移相控制则是通过调整全桥逆变电路中不同桥臂的导通相位差来实现对输出的调节。

% 变频控制部分
f_start = 50e3; % 起始频率
f_end = 100e3; % 终止频率
t = 0:0.00001:0.04; % 时间向量
f = interp1([0, 0.02, 0.04], [f_start, f_end, f_start], t);
% 产生PWM信号
pwm_signal = pwmgen(f, duty_cycle);

在这段变频控制代码里，我们定义了起始频率和终止频率，根据时间向量生成一个频率变化的信号，然后通过 pwmgen 函数生成相应的PWM信号来控制逆变电路的开关频率。

% 移相控制部分
phase_shift = 30; % 移相角度
control_signal1 = pwm_signal;
control_signal2 = circshift(pwm_signal, phase_shift);

移相控制这里，我们设定了一个移相角度，通过对PWM信号进行循环移位得到两个具有相位差的控制信号，用于控制全桥逆变电路的不同桥臂，实现移相控制。

输入切换实现

在0.02s时进行输入切换。

% 输入切换逻辑
input_voltage = zeros(size(t));
input_voltage(t <= 0.02) = 300;
input_voltage(t > 0.02) = 400;

这段代码简单直接，根据时间判断，在0.02s之前输入电压设为300V，之后设为400V，从而实现输入切换。

确保欠谐振状态

要让电流处于欠谐振状态，关键在于合理设置LLC谐振网络的参数。通过调整电感 Lr 和电容 Cr 的值，使得工作频率高于谐振频率，就能实现欠谐振。例如：

Lr = 100e - 6; % 电感值
Cr = 100e - 9; % 电容值
resonant_frequency = 1 / (2 * pi * sqrt(Lr * Cr));

通过这样设置参数，使得变换器工作时，其实际工作频率高于这个谐振频率，就能保证电流处于欠谐振状态。

变频与移相混合控制的全桥LLC谐振变换器仿真模型，输入300V-400V，输出360V，在0.02s时输入切换，输出保持为360V，且电流为欠谐振状态

通过以上在Simulink中的模型搭建、控制策略实现以及参数设置，就能构建出满足要求的变频与移相混合控制的全桥LLC谐振变换器仿真模型，实现输入在300V - 400V切换时，输出稳定保持为360V且电流处于欠谐振状态。这对于研究高效电力变换以及优化电路性能有着重要意义，希望对大家在相关领域的探索有所帮助！