基于变频与移相混合控制（PFM+PSM）的全桥LLC谐振变换器仿真模型
基于变频与移相混合控制（PFM+PSM）的全桥LLC谐振变换器仿真研究
1. 拓扑结构
采用全桥LLC谐振变换器拓扑。
包含：全桥逆变电路（由4个开关管构成）、LLC谐振网络（谐振电感 Lr、谐振电容 Cr、励磁电感 Lm）、高频变压器、输出整流滤波电路（全波整流或全桥整流）。
2. 输入/输出规格
输入电压范围： 300V DC - 400V DC
额定输出电压： 360V DC
3. 控制策略
采用变频控制（PFM）与移相控制（PSM）组成的混合控制策略（Hybrid PFM+PSM Control）。
变频控制 (PFM): 通过调节开关频率（fs）来控制输出电压。在输入电压或负载变化时，改变 fs 以维持输出电压稳定。
移相控制 (PSM): 在固定开关频率下，调节全桥同一桥臂上下两个开关管驱动信号之间的相位差（移相角 φ）来控制输出电压。
混合控制核心： 根据输入电压和/或负载条件，自动切换或平滑过渡使用 PFM 或 PSM 控制模式，以实现最优性能。
典型应用： 在输入电压接近标称值（如 360V 输入目标 360V 输出）或轻载时，主要使用 PSM 模式以获得更小的频率变化范围和更优的 EMI 性能；在输入电压偏离标称值较大（如高压或低压输入）或重载时，切换到 PFM 模式以利用其更强的宽范围调节能力。
闭环控制： 系统采用输出电压闭环控制。输出电压采样信号与基准电压比较，误差信号通过控制器（如 PID、PR 或其它先进控制算法）生成控制信号，该控制信号作用于混合控制逻辑模块，决定 PFM 的频率调节量或 PSM 的移相角度调节量，最终实现输出电压的精确、稳定调节。
4. 关键性能目标
宽范围输入适应性： 确保在 300V - 400V 宽输入电压范围内，稳定输出 360V DC。
软开关实现： 在整个输入电压范围和负载范围内，主开关管（MOSFETs）实现零电压开通（ZVS），整流二极管（或同步整流管）实现零电流关断（ZCS）或接近零电流关断。这是 LLC 谐振变换器的核心优势，混合控制策略需确保在两种模式下均能维持软开关条件，以最小化开关损耗，提高效率。
高效率： 得益于软开关的实现，目标是在整个工作范围内获得高效率。
自动模式切换： 控制算法需实现 PFM 与 PSM 模式之间的平滑、自动切换逻辑，切换过程应保证输出电压稳定，避免扰动。切换逻辑通常基于输入电压、输出负载或预设的工作点阈值。
