LLCコンバータの損失解析¶

Example

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サンプル回路はこちら：Scideam/PowerPalette/

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必要オプション：Power Palette

解析対象回路¶

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共振型LLCコンバータはCrとLrによって発生する共振を利用して、寄生容量にチャージされた電荷を素早く引き抜くことでドレインソース電圧をゼロにした状態でスイッチをオンすることができます。

このようなスイッチング方法をソフトスイッチングまたは電圧が先にゼロになるのでZVS(Zero Voltage Switching)と呼ばれ、スイッチング損失を発生させずにスイッチングを行うことが出来ます。

実際にZVSの様子をシミュレーションで確認してみましょう。

シミュレーションは下記の設定で行います。
解析は定常状態までを高速に進め、確認したい区間のみ詳細に解析することで高速化を計っております。

解析の結果次のようになります。
スイッチング波形を確認すると、ターンオン時にZVSが達成されている様子が確認出来ます。
またLLCコンバータでは通常ターンオフ時にはZVSが達成出来ず、ターンオフ損失が発生してしまいます。
そちらの様子も確認してみてください。

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波形の確認の次は損失解析を行います。

シミュレーションは下記のように設定して実行してください。

解析結果は次のようになります。
負荷抵抗Rで発生した出力はコンバータの出力電力を、レートは回路の効率となります。
Rのチェックを外すことで、損失成分の割合を棒グラフで確認することができます。

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また損失成分は素子の内部の分布も確認できます。
ツリーを開いてスイッチの損失を確認してみましょう。

詳細波形解析で確認した通り、ZVSによってターンオン損失は発生しておらず、 ZVS出来ていなかったターンオフでは損失が発生している様子が確認できます。
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