在PSIM软件中进行LLC设计验证的方法

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描述

多年前使用PSIM软件时,其自带的SmartCtrl令人印象深刻,用来做电源环路设计验证是极方便的。

新版本PSIM功能越来越强大,不再是单一的仿真工具,更是优秀的设计验证工具,本文以软件自带的Power Supply Design Suite模块为例,来做一个全桥LLC的设计验证尝试。

菜单中该模块位置如下,从此菜单进入可开始全新的设计,软件将按照设计模板自动生成一个路径及各项文件。

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除此外,在自带的仿真例子中也包含了这几项的实例。

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直接打开全桥LLC模型后,得到如下界面(输入参数稍稍稍调整过),仿真运行后的稳态波形也很快得到。

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PSIM的时域仿真速度也是很快的,如下参数设置,2s时间就完成仿真

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Power Supply Design Suite中,LLC仿真界面的核心在于左上角的设计选项。

1,点击Update Parameter File选项可在目录下生成parameters-main.txt文件,包含电路参数及相关设计公式,文件中的值与左侧参数框相对应。

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点击Update Parameter File右侧的help选项,可查阅详细的参数说明,help文件中还提供了2个文档,对该模块进行了更加详实的解说。

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2,接下来的重点是Steady State Solver选项,点击后界面如下,左上侧是参数输入,左下侧是参数输出(点击左下角Calculate后显示),右侧是波形显示窗口,对应左侧的参数下的稳态波形。在左侧调整参数后点击Calculate可查看更新的波形,比如提高输入电压使LLC工作到高于谐振频率的区域1。
 

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相同条件下和LLCer做个对比,波形是完全重合的!
 

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从上述可看出,Steady State Solver是一个极准确的稳态波形计算工具。这正是LLCer波形计算所做的,现在商业软件上也集成了此功能。

3,Design Curve选项,点击后进入如下界面,同样左侧是参数输入和参数显示窗,右侧是曲线显示窗,左下方提供了多项参数曲线显示,有增益曲线,有各项电流。

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和LLCer结果对比如下,完全重合!

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Design Curve同样是一个非常准确的直流增益计算工具,LLCer直流增益计算在这项工作的结果上,与PSIM的结果非常吻合。

仅从LLC这个例子就可以看出,PSIM软件在电源应用上功能越来越强大,不仅能支持开关电源的快速仿真,对于前期的设计验证工作支持度也是非常高的,并且非常实用。

常规的LLC参数设计依靠基频分析法,结合设计者的设计经验积累,虽然也能够得到优秀的设计,但在特殊应用中(比如极宽输出范围)想快速得到优化方案是比较困难的。从精确的增益曲线和波形计算为出发点,来处理这种应用,就方便很多了,这也是LLCer的初衷。

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