Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2021 - zeszyt 2

A mixed–mode analog–digital simulation of LLC resonant power converter with the quality factor limiter

10.15199/48.2021.02.20

nr katalogowy: 130184
10.15199/48.2021.02.20

Streszczenie

Stany przejściowe w przetwornicach rezonansowych są trudne do wyznaczenia analitycznie. Również pomiary z wykorzystaniem modeli fizycznych są bardzo czasochłonne oraz wymagają specjalistycznego sprzętu. Jednak gdy wykorzysta się narzędzia symulacyjne proces analizy i projektowania układów energoelektronicznych ulega znacznemu usprawnieniu. W artykule przedstawiono wyniki symulacji sterowanej cyfrowo przetwornicy rezonansowej typu LLC o mocy 350W. W symulacjach wykorzystano oprogramowanie Ngspice, a jako edytor schematów KiCad. Aby otrzymać krótkie czasy symulacji i móc przeprowadzić badania kompletnej przetwornicy wykorzystano uproszczone modele podzespołów. W pracy otrzymano dobrą zgodność wyników symulacji i pomiarów. Zaprezentowany model symulacyjny wraz z narzędziami tworzy kompletne środowisko, które pozwala skrócić czas projektowania i testowania cyfrowych zasilaczy. Wyróżnikiem przedstawionego podejścia jest połączenie analogowej symulacji przetwornicy rezonansowej wraz z implementacją w pełni cyfrowego regulatora. (Symulacje analogowo-cyfrowe przetwornicy rezonansowej LLC z ogranicznikiem dobroci).

Abstract

Electrical transients in high-order resonant power converters are difficult to solve with classical analytic analysis. It is also costly and challenging to verify some phenomena empirically. Thus, design and analysis of electronic circuits can be remarkably improved by using appropriate simulation tools, especially in the field of power electronics. In our work, a complete simulation of digitally controlled 350W LLC resonant power converter is presented. Ngspice was utilized as a simulator and KiCad was used as applicative schematic editor. In particular, the use of simplified element models in time domain analysis provide short simulation time. We achieved good consistency between simulation results and hardware measurements. The introduced simulation environment with the LLC converter model is a compelling tool that shortens design time and reduces deployment costs. Among many published scientific papers, this work is distinguished by the fact that the simulation includes a converter with full resonant circuit, quality factor limiter and digital feedback loop.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Liu Y., Meyer E., Liu X., Recent Developments in Digital Control Strategies for DC/DC Switching Power Converters, IEEE Transactions on Power Electronics, 24 (2009), n.11, 2567-2577
[2] Pereira D., Braga H., SPICE simulation and evaluation of a GaN-based synchronous full-bridge resonant converter, 12th IEEE International Conference on Industry Applications (INDUSCON), (2016)
[3] Li X., A LLC-Type Dual-Bridge Resonant Converter: Analysis, Design, Simulation, and Experimental Results, IEEE Transactions on Power Electronics, 29 (2014), n.8, 4313-4321
[4] Mysinski W., Pragłowska-Ryłko N., Use of middlebrook’s method in frequency analysis of power electronic circuits, Technical Transactions, (2016)
[5] Worek C., Ligenza S., Design and implementation of a LLC resonant converter with high dynamic controls for LED applications, Przeglad Elektrotechniczny, 93 (2017), n.8, 46-49
[6] Worek C., Ligenza S., Widórek R., LLC resonant converter with quality factor limiter, 18th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'16 ECCE Europe), (2016)
[7] Cox F.L., Kuhn W.B., Murray J.P., Code-level modeling in XSPICE, IEEE International Symposium on Circuits and Systems, (1992)
[8] Hamill D.C., Class DE inverters and rectifiers for DC-DC conversion, 27th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, (1996)

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-2 , nr katalogowy 130184 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2021-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	58.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2021-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	58.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2021-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma