半桥llc+增益+matlab程序

半桥 LLC 拓扑是一种常见的 DC-DC 变换器拓扑，它由两个开关和一个变压器组成。为了提高其效率和稳定性，常常会在其输出端增加一个增益级。

MATLAB 是一个强大的数学计算工具，可以用来进行电路仿真和控制算法设计。以下是一个简单的半桥 LLC+增益的 MATLAB 程序示例：

% 定义半桥 LLC+增益拓扑的参数
Vin = 24; % 输入电压
Vout = 12; % 输出电压
fs = 50e3; % 开关频率
L1 = 10e-6; % 输入电感
L2 = 10e-6; % 输出电感
C1 = 1e-6; % 输入电容
C2 = 1e-6; % 输出电容
Rload = 10; % 负载电阻
R1 = 500; % 上管电阻
R2 = 500; % 下管电阻
Rg = 10; % 门极驱动电阻
K = 0.5; % 增益级比例系数

% 计算半桥 LLC+增益拓扑的参数
D = Vout / Vin; % 占空比
T = 1 / fs; % 开关周期
Ton = D * T; % 上管导通时间
Toff = (1 - D) * T; % 下管导通时间
Vc1 = Vin * D / (1 - D); % 输入电容电压
Vc2 = Vout + Vin * D / (1 - D); % 输出电容电压
M = sqrt(L1 * L2); % 互感系数
Rac = R1 + R2 + Rload; % 交流电阻
Lp = (L1 + L2) / 2; % 平均电感
Cp = C1 + C2; % 并联电容
Rg1 = Rg / (1 - K); % 上管门极驱动电阻
Rg2 = Rg / K; % 下管门极驱动电阻

% 定义状态空间模型
A = [-1/Rac/Cp -1/Cp; 1/Lp -M/Lp; -M/Lp 1/Lp];
B = [0; Vin/L1; 0];
C = [0 1 0];
D = 0;
sys = ss(A, B, C, D);

% 设计控制器
Kp = 1; % 比例系数
Ki = 1; % 积分系数
Kd = 1; % 微分系数
C_pid = pid(Kp, Ki, Kd);

% 设计状态反馈控制器
Q = eye(3); % 状态加权系数矩阵
R = 1; % 控制输入加权系数
[K_sf, ~, ~] = lqr(A, B, Q, R);

% 仿真半桥 LLC+增益拓扑
t = 0:1e-7:2*T; % 仿真时间
r = ones(size(t)) * Vout; % 设计参考输入
[y, ~, x] = lsim(sys, r, t); % 状态空间仿真
u_pid = lsim(C_pid, r - y(:, 2), t); % PID 控制器输出
u_sf = -K_sf * x.'; % 状态反馈控制器输出

% 绘制仿真结果
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(t, y(:, 2), 'b', t, r, 'r--');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Output Voltage (V)');
title('LLC+Gain Simulation with PID Controller');
legend('Output Voltage', 'Reference Voltage');
subplot(2, 1, 2);
plot(t, u_pid, 'b', t, u_sf, 'r--');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Control Signal (V)');
title('Control Signal Comparison');
legend('PID Controller', 'State Feedback Controller');

该程序首先定义了半桥 LLC+增益拓扑的参数，然后计算了其各个参数的值。接下来，定义了状态空间模型，并使用 LQR 设计了状态反馈控制器。最后，使用 MATLAB 自带的仿真函数 lsim 对半桥 LLC+增益拓扑进行了仿真，同时比较了 PID 控制器和状态反馈控制器的控制效果。