LLC共振コンバータをSimulink連成制御するには？¶

概要¶

LLC共振コンバータの出力電圧を、ScideamとSimulinkの連成シミュレーションによる周波数変調(PFM)制御によって目標値に追従させる構成です。Scideam側でPFM制御に用いるSFMブロックの代わりに、Simulink側で周波数変調の制御則を作成し、SCIDEAMブロックを介して連成させています。

ScideamのみでPFM制御を行うサンプル回路については周波数変調器(SFM)によるPFM設定を参照してください。

制御で確認する事¶

過渡応答解析
周波数特性解析

サンプル回路¶

本サンプル回路は、次の2つの部分で構成しています。

主回路：Scideam上のLLC共振コンバータ
制御部：出力電圧VPをSCIDEAMブロックを介してSimulinkへ渡し、Simulink上の制御則でスイッチング周波数Fsを決定

また、周波数特性解析を行うため、出力にはVas素子が挿入されています。

LLC共振コンバータSimulinkによる制御サンプル回路

Simulink側では、周波数変調の制御則を作成したモデルを用意します。

SimulinkとのPFM連成制御Simulink側モデル

Example

回路ファイルはサンプル回路TOPページからダウンロードできます。
サンプル回路はこちら：
Scideam/circuit_library/llc_resonant_circuit/llc_frequency_modulated_circuit.scicir
Scideam/circuit_library/llc_resonant_circuit/llc_frequency_modulated.scislc
Scideam/circuit_library/llc_resonant_circuit/llc_frequency_modulated_circuit.cvt2
Scideam/circuit_library/llc_resonant_circuit/llc_frequency_modulated_control.slx

Info

必要オプション：SL Palette

回路パラメータ¶

項目	値
入力電圧 Vin	100 V
目標電圧	10 V
スイッチング周波数	100 kHz（Simulinkで周波数変調）
共振コンデンサ Cr	253.3 nF
共振インダクタ Lr	10 uH
励磁インダクタンス Lm	100 uH
変圧器巻数比 N1:N2	10:1
出力コンデンサ Cout	1 mF
出力負荷 R	1 Ω

連成用スクリプト¶

Vr = output("R", "V", "AVE");
Vout = output("VP", "V", "AVE");

SLexport(1, Vout);

SLsync();

Fsw = SLimport(1);
if(Fsw == 0) Fsw =100e3;
setparam("Fs", "Value", Fsw);

過渡応答解析をするには？¶

Simulinkと連成させて解析を実行すると、以下のような周波数変調の波形が得られます。

LLC共振コンバータの周波数変調解析結果

周波数特性解析をするには？¶

Simulink側で周波数特性解析を実行すると、周波数変調制御を含む一巡伝達特性をボード線図で確認できます。ボード線図によって、制御ゲイン、位相特性の評価が可能です。

LLC共振コンバータの周波数特性(ボード線図)解析結果

関連サンプル¶

回路	内容
LLC共振コンバータの基本動作	スイッチング周波数を掃引し、出力電圧の周波数特性を確認する基本の構成
LLC共振コンバータのSFMブロックによる制御	SFMブロックによる周波数変調制御で出力電圧を目標値`Vref`に追従させる構成
全波ブリッジ整流のLLC共振コンバータのSFMブロックによる制御	2次側を全波ブリッジ整流とし、SFMブロックで出力電圧を制御する構成
LLC共振コンバータのSimulinkによる制御	ScideamとSimulinkを連成させたPFM制御構成
LLC共振コンバータの損失の確認	`Power`解析による回路にて発生する損失成分の評価とZVSソフトスイッチングの確認