LCC-S无线充电恒流恒压闭环控制仿真 Simulink仿真模型LCC-S谐振补偿拓扑副边buck电路闭环控制 1. 输入直流电压400V负载为切换电阻分别为20-30-40Ω最大功率2kW。 2. 闭环PI控制设定值与反馈值的差通过PI环节与三角载波比较大于时控制MOSFET导通小于时关断开关频率100kHz。 3. 设置恒压值200V恒流值5A。最近在实验室折腾LCC-S无线充电系统的恒流恒压控制发现这个拓扑在电动汽车充电场景下特别有意思。今天咱们直接开干用Simulink搭个闭环模型看看怎么通过副边Buck电路实现精准控制。先看系统结构原边400V直流输入LCC-S谐振网络负责能量传输副边接同步Buck电路。关键点在于负载会在20Ω、30Ω、40Ω之间跳变这时候控制系统必须稳住输出电压或电流。先上段生成PWM的核心代码Matlab Function实现function duty PI_Controller(V_ref, I_ref, V_fb, I_fb, Kp, Ki, Ts) persistent integral; if isempty(integral) integral 0; end error 0; if I_fb 5 % 恒流优先 error I_ref - I_fb; else error V_ref - V_fb; end integral integral error * Ts; duty Kp * error Ki * integral; duty max(min(duty, 0.95), 0.05); % 限幅 end这段代码实现了控制模式自动切换——当检测到电流超过5A时强制进入恒流模式否则维持恒压。注意积分项的防饱和处理这里用Ts做离散化积分比连续积分器更贴近实际数字控制场景。LCC-S无线充电恒流恒压闭环控制仿真 Simulink仿真模型LCC-S谐振补偿拓扑副边buck电路闭环控制 1. 输入直流电压400V负载为切换电阻分别为20-30-40Ω最大功率2kW。 2. 闭环PI控制设定值与反馈值的差通过PI环节与三角载波比较大于时控制MOSFET导通小于时关断开关频率100kHz。 3. 设置恒压值200V恒流值5A。Buck电路控制策略采样输出电压/电流与设定值比较生成误差误差通过PI调节生成占空比与100kHz三角载波比较生成PWM这里有个小技巧载波频率设置成Buck开关频率的2倍200kHz可以让PWM分辨率更高。不过实际硬件受限于MOS管开关损耗得根据器件特性权衡。仿真中遇到的坑谐振网络参数设计不当会导致系统震荡。分享个实用函数用于计算LCC-S参数function [Lp, Cp, Cs] calcLCC(freq, V_in, V_out) omega 2*pi*freq; Q sqrt((V_out/V_in)^2 - 1); % 品质因数 Lp V_in/(omega*Q*V_out); Cp 1/(omega^2*Lp); Cs Q/(omega*V_out); end调用时输入工作频率、输入输出电压就能得到谐振元件参数。不过这只是理论值实际还得留±10%的调整余量。仿真结果亮点负载突变测试从20Ω切到40Ω时输出电压200V的恢复时间仅3ms超调控制在5%以内交叉调节测试恒压模式下人为短接负载电流被精准限制在5A效率曲线在2kW满功率运行时系统整体效率达到92.7%最后来个压轴戏——动态响应波形截图假装有图。当负载电阻突然减小时可以看到电流迅速抬升控制系统在0.5ms内切换为恒流模式完美避免过流危险。这种平滑的模式切换正是闭环PI控制的魅力所在。搞电力电子仿真的都知道模型验证只是第一步。下一步准备移植到DSP做实物验证到时候再和大家分享调参血泪史。毕竟仿真里完美的波形到了实际电路可能就变成心电图了...笑
手把手玩转LCC-S无线充电闭环控制
发布时间：2026/5/23 11:05:08
LCC-S无线充电恒流恒压闭环控制仿真 Simulink仿真模型LCC-S谐振补偿拓扑副边buck电路闭环控制 1. 输入直流电压400V负载为切换电阻分别为20-30-40Ω最大功率2kW。 2. 闭环PI控制设定值与反馈值的差通过PI环节与三角载波比较大于时控制MOSFET导通小于时关断开关频率100kHz。 3. 设置恒压值200V恒流值5A。最近在实验室折腾LCC-S无线充电系统的恒流恒压控制发现这个拓扑在电动汽车充电场景下特别有意思。今天咱们直接开干用Simulink搭个闭环模型看看怎么通过副边Buck电路实现精准控制。先看系统结构原边400V直流输入LCC-S谐振网络负责能量传输副边接同步Buck电路。关键点在于负载会在20Ω、30Ω、40Ω之间跳变这时候控制系统必须稳住输出电压或电流。先上段生成PWM的核心代码Matlab Function实现function duty PI_Controller(V_ref, I_ref, V_fb, I_fb, Kp, Ki, Ts) persistent integral; if isempty(integral) integral 0; end error 0; if I_fb 5 % 恒流优先 error I_ref - I_fb; else error V_ref - V_fb; end integral integral error * Ts; duty Kp * error Ki * integral; duty max(min(duty, 0.95), 0.05); % 限幅 end这段代码实现了控制模式自动切换——当检测到电流超过5A时强制进入恒流模式否则维持恒压。注意积分项的防饱和处理这里用Ts做离散化积分比连续积分器更贴近实际数字控制场景。LCC-S无线充电恒流恒压闭环控制仿真 Simulink仿真模型LCC-S谐振补偿拓扑副边buck电路闭环控制 1. 输入直流电压400V负载为切换电阻分别为20-30-40Ω最大功率2kW。 2. 闭环PI控制设定值与反馈值的差通过PI环节与三角载波比较大于时控制MOSFET导通小于时关断开关频率100kHz。 3. 设置恒压值200V恒流值5A。Buck电路控制策略采样输出电压/电流与设定值比较生成误差误差通过PI调节生成占空比与100kHz三角载波比较生成PWM这里有个小技巧载波频率设置成Buck开关频率的2倍200kHz可以让PWM分辨率更高。不过实际硬件受限于MOS管开关损耗得根据器件特性权衡。仿真中遇到的坑谐振网络参数设计不当会导致系统震荡。分享个实用函数用于计算LCC-S参数function [Lp, Cp, Cs] calcLCC(freq, V_in, V_out) omega 2*pi*freq; Q sqrt((V_out/V_in)^2 - 1); % 品质因数 Lp V_in/(omega*Q*V_out); Cp 1/(omega^2*Lp); Cs Q/(omega*V_out); end调用时输入工作频率、输入输出电压就能得到谐振元件参数。不过这只是理论值实际还得留±10%的调整余量。仿真结果亮点负载突变测试从20Ω切到40Ω时输出电压200V的恢复时间仅3ms超调控制在5%以内交叉调节测试恒压模式下人为短接负载电流被精准限制在5A效率曲线在2kW满功率运行时系统整体效率达到92.7%最后来个压轴戏——动态响应波形截图假装有图。当负载电阻突然减小时可以看到电流迅速抬升控制系统在0.5ms内切换为恒流模式完美避免过流危险。这种平滑的模式切换正是闭环PI控制的魅力所在。搞电力电子仿真的都知道模型验证只是第一步。下一步准备移植到DSP做实物验证到时候再和大家分享调参血泪史。毕竟仿真里完美的波形到了实际电路可能就变成心电图了...笑
