发布时间:2024-04-17 13:25:03 | 作者: 火狐直播app官方网址
软件。主要使用在覆盖电力电子技术、机电伺服、热及数字控制等领域。相比于SPE等类型的模型,SaberEXP的模型在保证模型精度的前提下,仿真速度更快,收敛性能更好。
由于SaberEXP是建立在无积分误差的分段线性系统的基础上,因此,对于刚性功率电力电子电路,特别是在频域分析中,它比SPICE等类型的工具能更准确更快速获得仿真结果。
近期,才略科技将陆续推出一些SaberEXP应用方面的文章和案例,以加深广大新老用户对SaberEXP的了解和认识。
本示例演示了以非连续导通模式(DCM)工作的AC-DC功率因数控制(PFC)升压转换器工作原理。使用电压反馈环路将输出保持恒定,同时使交流输入电流与交流输入电压同相。
AC-DC升压功率因数校正(PFC)变换器通常用于要求输出电压高于输入电压且输入电源为交流的场合。boost变换器拓扑结构大范围的应用于PFC中,由于输入侧的电感有助于存储输入电流,因此能从交流电源中提取高功率因数的电流。这个例子演示了boost转换器的闭环控制,其电流与交流输入电压同相。
本文通过仿真详细分析了交直流功率因数校正升压变换器的设计过程。在此类应用中,升压变换器的输入是正弦波。期望的输出电压幅值大于交流输入电压的峰值。在非连续导通模式(DCM)下,升压变换器的输入电流与占空比和交流输入电压的大小成正比。
如果占空比保持恒定且输入电压为正弦波形,则输入电流将遵循相同的模式,因此将实现高功率因数。为了更详细地理解这个操作,我们大家可以分析控制升压电感电流的方程。在这个分析中,假设功率开关是理想的,并且输出电压纹波能忽略不计。
在升压变换器的DCM控制中,升压电感在每个开关周期中都是断开的,下图显示了升压变换器工作在DCM模式时,开关周期中的电感电流:
其中,L表示升压变换器中的电感。D表示占空比,Ts表示开关周期。对应给定的Vm,固定的占空比和开关周期,电感的峰值电流是
从图1和图2能够准确的看出,电感电流的正斜率取决于vin和升压电感,是因为开关导通且升压电感器通过二极管整流器跨接在输入电压源上。电感电流的负斜率发生在开关断开且升压二极管pwld5导通时。然后将升压电感器连接在vin和vout之间,因此向下的电流斜率取决于vin,vout和升压电感。通过仔细设计升压电感的值,电感电流始终保持在DCM中,如图3所示。
总之,该控制方案利用恒定的占空比和频率来实现高功率因数。实现了单个电压调节环路,以控制占空比,以便将直流输出电压保持在所需值。这种方法的缺点见下面。
1.电感器的额定电流必须高于连续导通模式(在相同功率水平下,平均电流小于DCM峰值电流)。
使用SaberEXP仿真AC-DCPFC升压转换器设计,以验证PFC和升压操作。要检查升压变换器是否将交流输入电流与交流输入电压同相,以及直流输出电压是否调节到设计值,请执行以下步骤:
2.仿真完成后,绘制交流输入电流(short.i_ac:i),交流输入电压(v_sin.v_sin1:v)和输出电压(vout)的波形,以检查性能。结果显示在图5中,以供参考。
如果要检查输入电流基波幅值和其他谐波频率,可以对输入电流(short.i_ac:i)做一次FFT分析:
5.点击波形x轴,将坐标变为log形式,通过设置yview将y轴单位改为A。
使用SaberEXP软件快速而方便地对DCM中的AC-DC升压PFC转换器进行了设计和仿真,以验证PFC和升压操作的控制方法。
进行瞬态分析和FFT有助于了解用于功率因数校正的升压转换器的控制。下一步可优先考虑在输入侧添加一个
,这样将有利于滤除交流输入电流中出现的高频分量。你可以将本设计从SaberEXP导出到SaberRD,更进一步的详细实现、验证、可靠性和功能安全性分析。
电路的输入端有整流元件和滤波电容,在正弦电压输入时,单相整流电源供电的电子设备,电网侧(交流输入端)功率因数仅为0.6~0.65。采用
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电路图 /
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