设计一个具有主动钳位功能的 3kW 移相全桥变换器
本示例展示了如何对基于氮化镓 (GaN) 的 3 kW 相移全桥 (PSFB) 功率变换器进行建模、分析和验证,该变换器针对高功率密度进行了优化。该设计采用主动钳位来降低次级侧同步整流 MOSFET 的电压应力,从而可以使用额定电压更低、性能指标更高的器件。初级阶段采用氮化镓器件在宽工作范围内保持零电压开关 (ZVS),与硅基实现相比,提高了效率。该转换器工作频率为 100 kHz,具有高效率性能,适用于紧凑型电源转换系统。
本示例展示了 PMP23126 相移全桥应用的基于模型的设计方法。该示例同时支持仿真和代码生成模式。
基于模型的设计工作流程支持在硬件部署之前对控制算法进行离线开发、调整和验证。通过将控制算法开发与固件实现分离,该模型能够实现跨平台的快速迭代和重用。仿真结果有助于在设计过程早期验证控制行为和系统性能,从而降低过渡到硬件时的集成风险。
注意:本示例中的模型由 Texas Instruments® 进行测试和发货。
前提条件
我们建议您完成以下教程:
必需的硬件
TI F280039C
可用模型
该示例包含以下模型。要下载和执行该模型,请参阅 PMP23126 - 3kW 相移全桥有源钳位电路。
开环控制 [实验 1]:
PMP23126_PSFB_OpenLoop.slx
PMP23126_host_model_OpenLoop.slx
闭环控制 [实验 2]:
PMP23126_PSFB.slx
PMP23126_host_model.slx
PMP23126_PSFB_Config.m 包含仿真模型的配置设置。该文件通过模型配置参数与 OpenLoop 和 ClosedLoop 工程集成。
在硬件上运行示例
按照以下步骤部署控制器,为系统供电,并观察转换器在不同的输入和负载条件下的行为。
连接电源硬件 -连接电子负载并将其配置为恒流 (CC) 模式。对于开环测试,请使用恒阻 (CR) 模式。将高压 (HV) 电源和 12V 偏置电源连接到电源板。
部署控制器 -构建模型并将生成的代码部署到连接到电源硬件的控制卡。
给控制板供电 -将 12V 偏置电源施加到电路板上。验证控制器是否正确初始化并观察 PWM 波形。
施加输入电压和负载 -启用高压电源,并向转换器输入端施加 200V 电压。连接电子负载并将输出电流设置为 1 A。
连接主机模型 -运行主机模型以建立与 controlCARD 的通信。
逐步提高参考电压 - 以 1V 的增量逐步提高参考电压,直到达到 3V。之后,将输入电压提高到 385V。
设置标称输出电压 - 当输入电压达到 385 V 时,将参考电压设置为 12 V 并监测输出响应。
逐步增加负载电流,并观察输出电压调节和系统稳定性。