1. ?設計需求分析
->?功率等級：3.6V100A電源模塊主要用于鋰電池篩選化成柜。
->?DC參數：直流電壓2V~3.6V，直流電流0~100A可設置。
->?AC電壓范圍：單相交流90~264Vac。
->?安全隔離：使用變壓器高頻隔離，保證供電安全可靠。
2. ?拓撲結構選擇（LLC同步整流+H4逆變整流）
LLC同步整流通過?“諧振軟開關+低導通損耗”?的組合，實現了效率、功率密度和可靠性的協同突破，成為高端電源設計的首選方案。盡管其控制復雜度和成本較高，但在對性能要求嚴苛的領域（如數據中心、快充、新能源）中，其技術優勢帶來的長期收益遠超初期投入。隨著寬禁帶器件和數字控制的普及，LLC+SR的性能邊界將持續拓展。
H4橋的最大優勢在于其集成的雙向功率流能力、高效率和卓越的控制性能?（低諧波、高功率因數、電壓調節精確、動態響應好）。盡管成本和復雜性是其缺點，但它在需要高性能、高效率、特別是能量回饋能力的場合（如變速電機驅動、并網能源系統）中是不可替代的主流解決方案。在整流應用中的主動諧波抑制和功率因數校正能力使其成為滿足現代電能質量標準的理想選擇。
3. ?控制策略
- LLC同步整流：LLC諧振拓撲的固有特性使初級側開關管實現ZVS、次級側整流管實現ZCS，同步整流管（如MOSFET）的體二極管導通損耗和反向恢復損耗幾乎被消除，效率可達96%-99%（傳統二極管整流效率通常≤94%）。
- LLC雙環競爭控制：直流輸出電壓和電流環競爭控制，確保輸出帶載安全可靠。
- PWM調制：采用正弦脈寬調制（SPWM）生成高質量的正弦波。
- 鎖相環（PLL）：實現與電網的同步，確保輸出頻率和相位與電網一致。
- 電流控制：采用電流內環和電壓外環的雙閉環控制策略，實現精確的功率輸出。
4. ?電源模塊放電實現
4.1 ->DCDC拓撲介紹
DCDC拓撲選擇了低壓并聯高壓串聯LLC，電壓側低電壓大電流，單管散熱難處理，并管均流問題導致系統穩定性下降；選用電壓側兩路LLC并聯，高壓串聯方案，優勢在于由于高壓側是串聯的，低壓側兩路LLC必然均流（變壓器低壓側電流是高壓側的N倍，N為變壓器變比，只要保證兩路LLC變壓器變比一致即可保證均流）；另外將原本一個變壓器拆分成兩個變壓器可以壓縮布局空間，提高功率密度，如果變壓器工藝能保證有比較好的一致性，可以利用變壓高壓側的漏感作為諧振電感，省去外部諧振電感；
4.2 ->DCDC升壓控制
由于諧振電感和諧振電容都是在高壓端，LLC雙向橋從低壓側看進去其實退變成了LC，最大頻率增益在LC諧振頻率的時候達到最大值；通過固定開關頻率為諧振頻率，然后改變驅動信號的占空比來調整輸出電壓；為了方便實現控制直接使用LLC驅動模塊，通過固定驅動頻率，修改驅動模塊的Dt輸入，即可實現占空比的變化；
搭建閉環系統如下：
仿真波形如下：
4.3->逆變并網控制
控制框架如下：使用SOGI鎖相控制器輸出市電角度，然后通過給定并網電流，通過PI控制器輸出轉化成SPWM，驅動H4橋實現逆變并網。
搭建閉環系統如下：
仿真波形如下：
4.4->放電系統實現
前面已經實現了LLC升壓和逆變并網，如何將LLC系統和逆變系統串聯起來呢？對系統功能進行分析，放電系統目的是要對電池電流進行控制監控，為了控制電池的放電電流，就必須將電池電流引入到控制環路，控制環路如下：
搭建閉環系統如下：
仿真波形如下：
5. 電源模塊充電實現
5.1->H4橋整流升壓
控制框架如下：使用SOGI鎖相控制器輸出市電角度，然后母線電壓外環交流電流內環，通過PI控制器輸出轉化成SPWM，驅動H4橋實現整流升壓。
搭建閉環系統如下：
仿真波形如下：
5.2->LLC輸出控制
在LLC諧振變換器中引入電壓環與電流環的競爭控制?（也稱為雙環切換控制或混合控制），能夠兼顧動態響應與穩定性，尤其適用于寬負載范圍或快速瞬態響應的場景。通過競爭控制，LLC變換器在動態與穩態性能間取得平衡，控制框架如下：
結合LLC同步整流和LLC雙環競爭控制搭建閉環仿真系統如下：
仿真波形：
5.3->充電系統實現
前面已經實現了H4整流升壓和LLC同步整流控制，只要將整流升壓的DC輸出接到LLC同步整流控制的高壓輸入，即可實現整個電源系統的閉環充電功能。
搭建閉環系統如下：
仿真波形：
6. 系統總結
本文先從3.6V100A電池成化模塊拓撲選擇講起，首先對電源模塊放電功能分析，進而搭建LLC閉環升壓、逆變并網閉環以及結合LLC+逆變的電源系統放電仿真；然后對電源模塊充電功能分析，進而搭建H4整流升壓、LLC雙環競爭以及結合整流升壓+LLC同步整流的電源系統充電仿真；從理論上驗證了方案拓撲選擇的可行性。