前言：本文仿真模型基于SIMPLIS 8.0仿真环境。
之前推送的文章已经讲完了NCP1399，FAN7688，L6599这些电流和电压模式LLC控制的仿真模型建立过程。
传送门：
下文将讲述Ti推出的电流模式LLC控制器UCC25640x系列，这种原理Ti称为Hybrid Hysteretic Control (混合滞回控制），是直接控制每个周期流入谐振电容的功率，进而等同于直接控制输出功率。控制器输出VTH和VTL两个信号与谐振电容的取样电压进行比较，谐振电容两端的电压表示了输出功率和母线电压的情况，所以可以被当作是输入电流控制。开关管驱动在VTL~ VTH之间输出高或低，进而通过调整VTH和VTL之间的差值，可以控制驱动导通时间长度，实现频率调整的目的，可见下图所示：
Hybrid Hysteretic Control 原理说明：
UCC25640X使用了一种新颖的控制原理，即混合滞回控制（HHC），实现了同类中最好的负载和母线电压瞬态性能。这种控制方法使得补偿器更容易设计，也让轻负载管理更容易和高效率。由于在LLC的控制原理上改善了负载和母线电压瞬态性能，可以让用户减少输母线和输出电容，进而降低成本和体积。
HHC控制是把传统频率控制和电荷控制（NCP1399）结合起来的方法。它是在电荷控制基础上增加了频率斜坡补偿，比较传统频率控制方法。它把功率级传递函数由2阶系统变为1阶，所以它的补偿器尤其容易设计。它的控制量直接与输入电流相关，所以在同类中负载和输入母线瞬态最优。比较电荷控制方法，混合迟滞控制通过增加频率斜率补偿来避免不稳定。频率斜率补偿有助于系统稳定，也使得系统输出阻抗更低。低输出阻抗使得瞬态响应性能优于电荷控制。频率补偿还使得burst mode的soft-on and soft-off更容易实现，因为改变控制变量能直接影响开关频率。总之HHC控制方法解决了如下几个问题：
-
帮助LLC变换器实现同类最好的负载和母线电压瞬态性能。
-
将小信号传递函数改变为1阶系统，容易设计补偿器，也容易实现高带宽。
-
频率补偿有助于提升稳定性。
-
Burst更容易控制，可以优化轻负载效率。
-
Burst的soft-on and soft-off更容易实现，降低了可闻噪音。
下图展示了HHC在UCC25640X的具体实现：需要一个电容分压器和控制器内部的两个受控电流源。谐振电容的电压被电容分压后衰减，驱动信号控制两个受控电流源。当高端驱动为H时，高端电流源会注入恒定电流到分入分压电容器。当低端驱动为H时，低端电流源会从电容分压器中拉出同样大小的恒定电流。这两个电流源对电容分压器的电压VCR上叠加了一个等腰三角斜坡。
在控制器内部这两个电流源都是由基准电源AVDD提供，因此AVDD要大于或等于共模电压VCM的两倍。因为在VCR上叠加了三角斜坡电流，所以VCR的节点电压是被两个控制量的共同影响。如果频率补偿斜坡在VCR中占主要比例，则VCR的节点电压看起来像三角波，此时等同于频率控制（这里和FAN7688很像，在轻负载时谐振电流较低时让系统工作在电压控制模式）。
如果谐振电容的电压占主要比例，VCR的节点电压看起来更像是实际的谐振电容电压，此时控制上接近电荷控制。综合上文，这就是为什么把控制方法称之为“混合”和斜坡补偿称之为频率补偿的原因。
此种电路设置具有内在的负反馈，可保持高低端的ON-TIME平衡，也保持了VCR的节点的共模电压在VCM。这种新控制方法需要两个信号输入，分别是VCR和VCOMP。VCR是谐振电容的的电压采样和频率补偿的叠加，VCOMP是电压环的补偿器的输出。下图展示了高低端开关驱动信号是如何受到VCR和VCOMP控制的。基于VCOMP和VCM(3V)，存在两个阈值电压VTH和VTL。
VCR的电压与两个阈值电压比较，当VCR > VTH，关断高端驱动；当VCR < VTL，关闭低端开关，自适应死区时间电路能控制HO和LO的开启边沿的延迟。到此，已经把HHC的控制原理讲清楚，下面开始搭建仿真模型。
谐振电容电压采样
同样要对谐振电容采样电路进行一定的修改才能适用于全桥LLC变换器，这里我使用了压控电压源E1为谐振电容电压采样并做200倍衰减。由于全桥LLC谐振电容是以0V为中心点，所以就无需在半桥LLC上使用两个电容分压得到正负对称的波形，在这里使用压控电压源直接搞定谐振电容电压采样，可见下图所示。
频率斜坡补偿
按照文档的要求，内部电流源对外部的电容随着驱动波形进行恒定的电流充电和放电，示意图可见下图：
我本来是准备用门，比较器，开关来搭这个模型，但是仔细一想这个功能不和L6599的VCO一个道理吗，只是换了一种说法。L6599在驱动开通时给外部电容充电，在驱动关闭时给外部电容放电，简直和这里的应用是一模一样。只是在UCC25640X中，这个电流是固定的，是用来在轻负载工作的，所以设置VCO的三角波频率要比正常工作频率高一倍即可。这里直接把R11减少一倍，设置VCO频率为170KHz。模型可见：
VCOMP和VHT和VLT两个对称的阈值电压产生
在IC内部是使用差分放大器来实现对VCOMP进行正负操作，但是在仿真环境就无需这么麻烦，直接使用压控电压源E2，E3得到两个正负对称的阈值电压：
PWM产生：
得到VHT和VLT，也得到了VCR后，进行HHC控制所需的两个信号已经准备就绪，下面就是把VCR和两个阈值电压进行比较得到PWM信号即可。在UCC25640X中这里使用了两个RS触发器，因为它要调整死区时间，而我只需一个就可以实现PWM输出功能。
当VCR电压低于VTL发出高电平到RS的置位，Q输出高，用于开启高端开关，此时QN为低。当高端开关导通，谐振电流流入使得谐振电容的电压由负变为正，而且当VCR高于VTH时，比较器发出高到RS的复位，用于关闭高端开关，此时QN变高，开始负向周期。另外半个周期，RS触发器和比较器的工作道理一致，不再累述。到此就搭建好了HHC的仿真模型，可见：
运行结果：
控制电路：中间波形就是VTL，VCR，VTH，可以很明显的看到两个切割点和PWM开关逻辑。
功率运行: 420V，6600W。
频率控制到输出的传递函数呈现一阶特性，确实很容易控制。
小结：本文展示了HHC的仿真模型建模过程，经测试能正常运行。后面将分析四种控制器在频域上性能对比，敬请期待，感谢。
参考文档: UCC25640X 数据手册，TI官网。
因为个人能力有限，如果上文中有错误恳请在公众号对话框留言帮忙指正，万分感谢。
小彩蛋：
end~~