主电路描述如下

主电路描述如下：FB-ZVZCS有限双极性；控制芯片：UCC3895；控制方式：平均电流控制模式；变压器工作频率：30KHZ。图1ZVZCS功率器件描述：IGBT：EUPEC-FF200R12KT3功率变压器：EE118两对并联，原边16匝，副边32匝。输出滤波电感：400UH输出滤波电容：4700UF隔直电容：3UF电路指标描述：输入：3X220Vac输出：700VDC，25KW。无PFC。仿真：按照等效电路，全桥电路可以等效为一个BUCK电路模型，只是工作频率为全桥工作频率的一倍。按照这个思想等效电路如下：图2BUCK等效电路等效电路描述如下：VG=510X2=1020Vdc;匝数比为1：2；原边母线电压等效到副边变为2倍。L=400UH;C=4700UF,rc=0.05R;Rs=0.05R;FM近似等于1/2.5v。电感电流取样电阻等效为0.05。方式采用霍尔电流传感器LA55-SP1，取样放大后系数为0.05倍。电感电流下降斜率：V0/L=600V/400u=1.5A/uS;(V0/L)*Rs=1.5A/uS*0.05=0.075v/us=0.75v/10usPWM输入端斜坡：Vs*fs=2.5v*60k=150000v/s=1.5v/10us(Vin/n-Vo)/L=300v/400us=0.5*V0/L。根据以上数据计算电流环的开环传递函数为：Ti-open(s)=Rs*He(s)*Gcl(s)*FM*Gdc(s)其中He(s)为采样增益，Gcl(s)为电流误差放大器的传递函数，Gdc(s)为Dutyratio/输出电感电流的传递函数。R=50为负载电阻。Gdc(s)=(VG/R)*(1+RCS)/[LC*S2+(rc*C+L/R)*S+1]He(s)=1+S/(Q*Wn)+S2/Wn;Wn=PI*fs;PI=3.14,fs开关频率。补偿前的电流环开环传递函数为：Ti-(s)=Rs*He(s)*FM*Gdc(s)下面给出的文件是补偿前的电流环的开环传递函数：图3补偿前的电流环伯德图图4补偿后的电流环的伯德图电流环的误差放大器参数如下：比例为1.25，零点在677HZ，极点在31.8KHZ处。图5电流环误差放大器补偿参数分析如下：从图4补偿后的电流环的开环伯德图可以看出：系统低频段增益比较高，带宽为500HZ----40KHZ，有一定的中频带。0DB穿越点在3.5KHZ，小于开关频率的1/5；而且穿越点为-1特性，相位裕量为70度；有一定的增益裕量。控制理论的角度讲这个系统的电流环稳定性是没有问题的。电流环完毕后，可以模拟电压环了。需要更新。图6电压环电路其中Kfb为输出电压采样系数，在本设计中为1/200。RL为负载电阻50欧姆。VREF为电压环给定值3.5V。RB电阻为开路。设定电压环误差放大器的输出是Vva。根据电流控制方式的原理，电压环的小信号等效电路如下：Vva*Vva*/[Rs*(1+S/2*pi*fci)]VOESR=rcRLC图7电压环小信号模型在电压环的小信号模型中，电流环被等效为一个惯性环节，在电流环的穿越频率fci之前，电流环增益为一恒定值，而超过fci后，电流环直接变为-20DB/DEC。根据电流环的特性仿真，fci=3.5KHZ。其中Vva是电压环误差放大器的输出，这里相当于电流环误差放大器的给定。电压环的环路在输出电压采样点断开后，可以得到整个电压环的开环放大传递函数。由此可以得出电压环的开环传递函数(不包含pid补偿)为：(Vo)/Vva=RL*(rc*C*S+1)/[Rs*(RL*C*S+1)(1+S/(2*pi*fci))]]可以根据这个传递函数，可以对电压环进行PID补偿设计。其中RL=50，rc=0.05,Rs=0.05,pi=3.14,c=4700UF,。通过计算和仿真，可以得到电压环的开环伯德图：略。参考文献：ModelingandPracticalDesignIssuesforAverageCurrentControl.pdf