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基于MATLAB的對零電流開關準諧振變換器的建模與仿真

作者: 時間:2011-03-16 來源:網絡 收藏

t4=Ts-t3(8)

式中:Ts為一個周期。

4零的電路

的主要思想是把零變換的4個工作階

段變?yōu)?個,即開通狀態(tài)和關斷狀態(tài)。當AK之間的是零,我們認為是關斷狀態(tài);而當AK之間的電流是I,則為開通狀態(tài)。依照這個觀點,一個零電流開關就非常相似于一個理想開關。開關模態(tài)2和3明顯是開通狀態(tài),而開關模態(tài)4則處于關斷狀態(tài)。對于開關模態(tài)1,流過AK的電流從零上升到I在t1時間內,I是流過零電流開關和反向二極管的電流之和。按平均值處理,也就等同于開通和關斷狀態(tài)各處半個t1。所以我們得到開通時間為

ton=t3-0.5t1(9)

關斷時間為

toff=t4-t3+0.5t1(10)

從而我們可以得到的開通和關斷狀態(tài)方程。因為每一個開關周期都是非常短暫的,所以我們在一個開關周期內用時間平均法來綜合兩個階段的方程。得到一個有關輸出電壓和開關頻率的非線性狀態(tài)方程。

我們得到處于ton時的狀態(tài)方程=+Vs(11)

式中:IL是流過濾波電感的電流(IL=I);

Vo是輸出電壓。

toff時的狀態(tài)方程=+Vs(12)

用時間平均法,式(11)、(12)可合寫為如下形式=+Vs(13)

式中:Ts=ton+toff。

這樣我們到了關于狀態(tài)矢量[VoIL]′和開關頻率1/Ts的等效模型。

5參數(shù)設置和

利用該模型結果和利用實際電路得到的結果(本文用pspice代替實際電路仿真 )如圖4(a)、(b)所示。該模型得到的仿真結果和實際電路仿真得到的結果非常符合。仿 真電路中的各參數(shù)如表1所示。

表1測試電路各元件值VsLrCrLCR
15V1.6μH0.064μH100μH1μH10Ω
同時,我們假設功率開關管和二極管都是理想狀態(tài),開關管的開關頻率為300kHz,并滿足零電流開關的條件。1(14)

6結語

本文推導得到的零電流開關準的非線性模型可以精確地模擬其暫態(tài)行為。通過可以以較快的速度得到準變換器的響應。利用該仿真模型,將會更有效地加快可調功率變換器的設計,特別是當控制參數(shù)和變換器的元件值變換時。在設計準諧振變換器時,通過選擇合適的電路元件和操作范圍,實現(xiàn)零電流開關。利用進行仿真工作,突破了傳統(tǒng)的仿真方法需要大量繁瑣的編程調試工作,使用戶不必對計算機系統(tǒng)本身賦予更多的注意,而將主要的精力集中在課題本身。圖形界面的仿真方式的仿真軟件——適用范圍極廣,值得大力推廣。

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