S3R电路优化设计论文

1、S3R电路优化设计论文 1S3R电路工作原理 S3R分流调节控制电路通过采样母线电压获得功率信息，产生控制信号在分流域、充电域和放电域3个域内分别对分流调节器、充电控制器及放电控制器进行调节，实现整个轨道周期1次电源母线调节S3R调节原理为母线主误差放大电路输出信号在一定范围内与S3R的一定工作模式对应当负载减轻时，母线电压升高，MEA电压升高，分流电路依次进入分流状态;反之，当负载加重，母线电压降低，MEA电压降低，分流电路依次进入供电状态 2S3R电路线性模型和控制闭环优化设计 2.1功率级模型及其线性化 S3R控制环路模型可以简化成由误差电压作为控制输入端，输出电流作为最终控制结果的模型

2、，忽略迟滞比较器的非线性功能，将n个滞环控制器按照滞环电压与所对应的电流排列起来，如图3所示，虽然两级不是完全按照对角线连接起来，但是随着级数的增加，就可以把它近似线性化，简化控制系统设计 2.2控制环路设计 S3R电路控制环路工作原理为当方阵供电电流超出负载要求时，母线电容充电，母线误差放大信号UMEA升高并达到回差比较电路设计的比较上限时，对应分流开关管短路当方阵供电电流不满足负载要求时，母线电容放电，母线误差放大信号UMEA下降并达到回差比较电路设计的比较下限时，对应分流开关管开路 3S3R电路稳健优化设计 通过对S3R电路常态仿真分析，母线输出电压满足(420.5)V标称要求，然后对电

3、路进行灵敏度仿真分析，考虑当电路各个参数发生变化时，母线输出电压范围有多大程度的变化，据此找出可能引起母线输出电压最大变化的器件或参数，并确定在接下来的设计流程中着重处理哪些参数灵敏度分析结果的数值越大，相应参数对输出变化的影响越大通过灵敏度分析，找到对电路母线电压输出范围影响最大的参数，下面基于参数扫描分析稳压管，母线滤波电容，方阵电流，负载功率变化对母线电压的影响，并对母线滤波电容进行优化本文对S3R电路进行最坏情况分析具体过程如下:确定单级S3R电路为最坏情况分析电路对象;然后针对S3R电路工作环境及任务情况，定义最坏情况条件，令S3R电路参数值在表2浮动范围内按照正态分布随机取样;对所

4、取样的参数值进行100次蒙特卡洛分析，检验在最坏情况下，器件在一定范围内浮动对母线电压输出的影响。 4结论 1)对在saber中搭建的S3R电路模型进行常态仿真分析，结果表明母线输出(420.2)V电压，满足0.5V波动范围要求 2)通过灵敏度分析找到对S3R电路母线输出性能影响最大的元器件通过参数扫描分析，对母线滤波电容参数进行优化，确定母线滤波电容为6mF时，S3R电路母线电压输出稳定性更好，动态响应更快，过冲更小;稳压管在受4080温度影响变化内，电路母线电压输出满足在(420.5)V波动并检验了单级S3R电路在一定方阵电流供给下的带载能力; 3)考虑在最坏情况下，指定电路中元器件参数在一定范围内按照正态分布，对S3R电路进行100次蒙特卡洛分析，稳态时，母线电压输出为41.79942.154V，满足纹波0.5V误差要求;对S3R电路分流器件进行最坏情况应力分析，结果表明，电路中分流器件降额数值在50%以下，满足器件降额要求 4)基于三级S3R电路模型，检验负载突变工况下，电路通过参考电压高的级对母线进行供电，参考电压低的级对地分流，实现母线电压41.72542.389V稳定输出;检验第二级方阵电流失效工况下，通过第一级分流调节电路调节母线电压，实现母线电压纹波0.5V内稳定