手把手玩转车载充电机仿真：从PWM整流到LLC软开关

原创于 2025-12-12 19:45:00 发布 · 232 阅读

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三相车载充电机充电桩PWM整流+全桥LLC Simlink仿真模型前级三相PWM整流，单位功率因数运行，AC输入176~264V，中间级直流母线750V，一定范围内母线电压可调。采用七段式SVPWM调制，低THD，电压电流双闭环控制。后级全桥LLC，实现电压隔离和软开关，前级输入750V，LLC后级输出220V~450V，电压可调，额定功率 6.6kW，额定输入电压75QV，额定输出电压250V。开关频率：26k~91k，准谐振点频率：50k左右。提供仿真对应的LLC参数设计书（pdf和mathematica 文件），大量整理的LLC学习资料模态分析等等

最近在折腾三相车载充电机的Simulink仿真模型，前级用三相PWM整流搞单位功率因数，后级用全桥LLC实现软开关。给大家分享点实战经验，特别是那些让人头秃的参数设计和代码实现细节。

前级三相整流：把交流电驯服成直流电

前级核心是七段式SVPWM调制，输入电压176-264V都能扛得住。咱在Simulink里搭的双闭环控制结构长这样：

% 电压外环PI参数
Kp_voltage = 0.05;
Ki_voltage = 10;

% 电流内环PI参数 
Kp_current = 5;
Ki_current = 500;

% SVPWM生成模块
svm = SVPWMGenerator('SamplingTime', Ts,...
                    'ModulationWave', 'Sinusoidal',...
                    'UseSevenSegment', true);

电压外环负责稳住750V直流母线，电流内环管着功率因数校正。这里有个骚操作——用abc坐标系直接控制，省去了坐标变换的计算量。实测THD能压到3%以下，比传统整流器强不少。

后级LLC：玩转准谐振的魔法

后级全桥LLC才是重头戏，开关频率在26k-91k之间蹦迪。设计参数时得盯着这几个核心公式：

(* Mathematica参数计算片段 *)
Q = (Zo * π^2)/(8 * n^2 * Ro); 
fn = 1/(2π√(Lr*Cr));
k = Lm/Lr;

这里的关键是让50k左右的准谐振点落在工作范围内。实际调试中发现，励磁电感Lm和串联电感Lr的比例控制在5-8倍最合适。仿真模型里的谐振腔参数是这样设定的：

Lr = 35e-6;   % 谐振电感
Cr = 100e-9;  % 谐振电容
Lm = 250e-6;  % 励磁电感
n = 3;        % 变压器变比

仿真翻车实录：那些年踩过的坑

死区时间引发的血案：刚开始LLC波形老是畸变，后来发现是死区时间设置太小。把0.5us改成1.2us立马见效。

PI参数过冲惊魂：电压环积分系数太大导致母线电压震荡，最终用试凑法找到黄金组合：Kp=0.03，Ki=8。

谐振点漂移之谜：实际工作频率和理论计算差5k，后来发现是MOSFET结电容没算进去。加上22pF的Coss参数后完美对齐。

仿真模型运行效果

挂上6.6kW负载时，前级输入电流和电压同相位（功率因数0.99），后级ZVS实现得干干净净。动态测试中，输出电压从250V切到450V时响应时间<100ms，稳得一批。

完整设计文档和Mathematica计算文件已打包，包含LLC的八大工作模态动画解析、损耗计算公式大全、磁集成设计指南。需要的老铁评论区留言，这可能是全网最硬核的LLC学习包了（没有之一）！