LLCコンバータのLTspiceシミュレーションその3

LLCコンバータ(LCS705)の周波数制御のビヘイビアモデルをLTSpiceでシミュレーションする方法をまとめておきます。

こちらのリンクが参考になります。

HiperLCS Data Sheet

B sources (complete reference)

ビヘイビアで簡単Spiceシミュレーション②

LTspice入門:デジタル素子によるシミュレーション

LTSpiceモデルのポイントとしては、ビヘイビア電源に必要な関数を定義しています。

.param CVI=0.024 DTIME=420n VGATE=10
.func itof(i)=CVI*i
.func tper(f)= time/f
.func saw(f)= tper(f)-int(tper(f))
.func pwm(f)=if(saw(f) , VGATE, 0)
.func dly(f)=delay(pwm(f), DTIME)

itof(i): 周波数制御信号(LCS705のFBピン)の入力電流(A)を周波数制御電圧(V)に変換する。

tper(f): 周波数(Hz)を周期(sec)に変換

saw(f): 周期からのこぎり波(0-1V)を生成

pwm(f): のこぎり波から矩形波(0-10V)を生成

dly(f): デッドタイムだけ遅れた波形を生成

pwm(f)とdly(f)からANDとNORでデッドタイムを反映したハイサイドおよびローサイドの駆動波形を生成しています。

LTSpiceの回路図です。2次側の電圧検出をシャントレギュレータ(TL431)で行い、オプトカプラ(TLP2304)を利用して、1次側のFBピン(LCS705)を駆動しています。

LTSpiceの過渡解析の結果です。

2次側出力電圧(緑)、

FB電流(青)

をプロットしています。

FB電流が500uA-400uA(120kHz-100kHz)に変化して、出力電圧が制御されていることがわかります。

LLCコンバータのLTspiceシミュレーションその2

より簡単なLLCコンバータのLTSpiceシミュレーションを見つけたのでまとめておきます。

こちらのリンクが参考になります。

LLCコンバータの設計方法【詳細説明】

 

LTSpiceモデルのポイントとしては、

MOSFETをスイッチとダイオードで構成して、

ハーフブリッジの上下2つのスイッチを、

2つの電圧源でPULSEの位相を半周期ずらして駆動しています。

 

また、2次側出力電圧は初期値として与えてあるので、

定常状態になるように、スイッチング周波数で

2次側出力電圧を制御できることがわかります。

 

LTSpiceの回路図です。

LTSpiceの過渡解析の結果です。

トランスの共振電流(緑)、

励磁電流(青)、

1次側電流(赤)

をプロットしています。

共振キャパシタは、

スプリットにしてグランド側に

配置するトポロジーもあります。

 

2次側は、カレントダブラの単電源の構成から、

両電源とするためにセンタータップのブリッジ構成としています。

 

2次側の出力キャパシタの後に、

LCフィルタを構成してリップルを減少させています。