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移相全橋DC/DC變換器動態(tài)建模研究

作者: 時間:2011-03-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/179478.htm


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圖6系統(tǒng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)框圖


圖8負載變化時的輸出電壓波形


圖7輸出電壓波形


K為反饋放大系數(shù)。

根據(jù)圖6,寫出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù):(18)式中:為輸出電壓的拉氏變換;

Vref為輸入給定的拉氏變換。

PI環(huán)的形式為:M′(s)=Kp+(19)

式中:Kp為比例系數(shù);

KI為積分系數(shù)。 根據(jù)勞斯判據(jù),結(jié)合系統(tǒng)的超調(diào)要求,穩(wěn)定裕度和調(diào)節(jié)時間,選?。?/p>

Kp=5;KI=6;K=1

5仿真波形分析

PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)同上。首先考慮負載恒定,取Vref=28.5V,R=0.1Ω,得到輸出電壓的仿真波形如圖7所示。由圖7可見,系統(tǒng)在該負載的條件下,上升時間不足5s,且無超調(diào),具有極好的穩(wěn)定性。

對于負載變化的情況,采用MATLAB仿真,得到本模型在負載變化時的輸出波形,如圖8所示。系統(tǒng)帶阻性負載,圖8表示的負載變化情況為:在t=0時,負載電流為237A,功率為6.77kW;在t=20s時,負載突變至285A,功率為8.1225kW。

從仿真的結(jié)果看,在負載突增或突減的情況下,基于狀態(tài)空間平均法的小信號模型的響應(yīng)在3~4s內(nèi)可以達到穩(wěn)定狀態(tài),速度快,且無超調(diào)。仿真證明本模型具有良好的穩(wěn)定性,在大功率大電流的情況下,能夠廣泛應(yīng)用。

6結(jié)語

本文利用狀態(tài)平均方程的小信號方法分析了移ZVSPWM變換主電路的模型,著重分析了利用平均狀態(tài)方程小信號方法的建模過程,并得出了移ZVSPWM變換主電路的小信號數(shù)學(xué)模型。相對于其它常用的小信號等效電路法,本方法的結(jié)果可以直接計算得到,省略了對原電路的小信號處理。相對于不定負載DC/DC建模,本方法的數(shù)學(xué)表達式雖然精度低一些,但相對簡單得多,因而在一般情況下更具實用價值。本方法方程列寫方便,數(shù)學(xué)處理簡單且直接從數(shù)學(xué)分析入手,所用推導(dǎo)都建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上,易于掌握。通過理論和仿真,分析了模型的部分性能,證明本方法和結(jié)論可以廣泛應(yīng)用。


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