【《双有源桥DC-DC变换器的仿真探析案例》2500字】

双有源桥DC-DC变换器的仿真分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u13270双有源桥DC-DC变换器的仿真分析案例 110561.1仿真平台构建 1312341.2仿真分析结果 3136371.3基于DSP+FPGA的高速控制器架构的应用 81.1仿真平台构建仿真分析平台主要包括主电路、控制电路两种不同类型，主电路主要包括的是八个MOS管进行串联而构成全桥电路，直流电则主要是一般性质的全桥，中间部分则主要和变压器、谐振电感电容相互关联，图1.1是该仿真分析模型的主电路平台。图1.1主电路仿真拓扑主要控制电路包括的内容是：一是计算移相角相关模块，受到传输功率的相关影响，移相角能够利用科学的方式来对传输功率进行控制，主要是方向及数量，可以通过模块来设定具体算出功率，对两侧桥臂电压之间差异进行计算，从而可以实现有目标的传出输入。二是采集同步信号相关模块，由于在原边及其副边两端存在移相角，交流侧设定是基准信号源，对两侧驱动信号源进行采集，进行调试，移相信号源就是驱动侧边信号，三是直流侧端占空比调制模块。依旧上文分析，采样交流电电压，最后得到占空比模块的具体数值，四是直流侧驱动信号调制模块。在该模块主要包括的内容是两侧桥臂占空比，移相基准信号源及移相角等，把上述采集到的相关数据输入其中就可以获得四个MOS管内部驱动信号，各个调制模块见1.2所示。在仿真分析场景中将步长设置成为1e-8，将固定周期设置成为0.02秒的时间。a)移相角计算模块b)同步信号采集模块c)直流侧占空比调制模块d)直流侧驱动信号调制模块图1.2控制电路各模块仿真图1.2仿真分析结果1.2.1正向传输功率运行将上文中相关数据输入到仿真分析系统中，输入的传输功率是450瓦，也就是，得到的仿真结果分析波形图见图1.3和图1.4所示。a)交流侧电压和电流波形b)交流侧电压和平均电流波形c)直流侧电流平均值波形图1.3正向传输功率时工频周期下各变量仿真波形交流输入电压及电流的波形图见图1.3a)，图中主要包括了处于50HZ下的基本分量及处于100赫兹的高频分量。平均输入电流波形图见图1.3b)，可以看出所输出的电流及电压相互配合，和自动的功率数值相吻合，具有校正功能。平均输出电流波形图见图1.3c)图中主要包括了处于100K赫兹的波纹分量，6安是波纹的峰值，有效数值能够利用公式来计算，和输出功率相吻合。a)交流侧驱动电压及其电流波形b)S7、S8软开关区间高频交流电压Vac1、Vac2及谐振电流iL波形c)S7、S8硬开关区间高频交流电压Vac1、Vac2及谐振电流iL波形图1.4正向传输功率时高频周期下各参数仿真波形交流侧驱动信号及MOS管电流波形图见图1.4a）所示。从图中能够发现不同管之间都可以进行ZCS，有效减少了开关的能耗。由于图1.4b)是位于，内，所体现的是不同高频电压及谐振电流波动图，在区间之间能够非常有效实现了软系统开关，在图1.4c)是处于区间以外的波形图，硬性开关是S7，S8，并且不同周期内谐振电流及其交流侧壁电压相互点之间具有一致性，这个和理论研究相同。1.2.2反向传输功率运行在保证不同电路系统参数相同的基础上，把移相角改变成-57.32度，仿真结果模型结果分析见图1.5和图1.6所示。a)交流侧电压和电流波形b)交流侧电压和平均电流波形c)直流侧电流平均值波形图1.5反向传输功率时工频周期下各参数仿真波形从图1.5a)和图1.5b)中能够发现，交流测电流及电压之间的曲线是相反的，也就是在反向运动过程中，交流侧不会出现功无效功率，在图1.5c)中直流端口的平均电流数值是负，电路从直流角度能够向另外一次进行输出。a)S7、S8软开关区间高频交流电压Vac1、Vac2及谐振电流iL波形b)S7、S8硬开关区间高频交流电压Vac1、Vac2及谐振电流iL波形图1.6反向传输功率时高频周期下各参数仿真波形图1.6a)、图1.6b)都是位于，区间以外的时候，不同高频电压及谐振电流波形图。和正向传输之间相对比分析，谐振电流及侧壁桥电压之间出现相反的趋势，而且S7和S8之间能够实施全部软开关，然而S5和S6只有在[,]区间内部实施相应的ZVS，这个仿真分析结果和理论研究完全相同。1.3基于DSP+FPGA的高速控制器架构的应用本文在完成了仿真分析后，将上文所设计的研究方案应用到基于双向DC/DC变换器的锂电池充电系统中。系统的构建图见图1.7所示。该高速控制构架可以按照逻辑及物理特性区分为三个板块：首先，控制板块。控制模板的突出功能主要有：一是利用AD相应的板块可以采集双向DC/DC变换器中直流电流及电压数据。二是DSP及其FPDA对利用AD采集到的数据综合运算实现各种逻辑策略制定。三是DSP可以按照上一步骤运算的结果将PWM信号给输出出来，同时也可以将系统保护信号，主要回路继电器的开关及分离各对应分量进行输出。这个模块主要包括微系统控制器，AD转换模块，DA转换模块，PWM系统发生器，不同通信模块等，从所有控制模块角度来说，最为关键的就是微控制器，在本研究中微控制主要采用的结构构件就是DSP和FPGA相结合模式，这两种模式是目前最为典型的控制器办事，同时存在突出优势，DSP主要是进行微处理器的专业控制器，主要优势是计算快速，灵活程度高，对于条件过程不同环节都能够适应，主要进行复杂的算法工作。在FPGA内部有大量的触发装置及逻辑门，主要特征就是规模大，处理快速，频率高等。符合时序逻辑设计的各种需求，也同样符合各种设计需求，因此在本研究中微控制器的设计主要是利用DSP+FPGA相互组合的形式，微主控制器是DSP，副控制器是FPGA，主要控制器负责运算算法，副控制器则主要对高频信号、信号输出进行处置，主副之间相互搭配，来构建DC/DC模块的有效控制。其次，信号调理板块。信号调理板块的突出功能就是：一是PWM控制信号被DSP传输过来，对主电路信号的保护功能扩大，滤波及其变频等，进而能够将一些规律性不强的信号转变为后期能够被驱动电路识别及分析的标准信号，来使得驱动主电力电子器件疏导及关闭。二是将电子装置主要回路的信号采集到之后能够采取衰退、滤波及其变频等相关处置，这些规律性不强的信号可以转变为DSP能够直接识别的标准化信号，来对其进行综合运算处置。三是将把一部分弱电、强电信号有效输出隔离，来保障全部系统电路的安全程度，信号检测装置是关键性成分，有效调整电路放大PWM及隔离相应的电路装置。图1.7锂电池充放电系统及其控制系统结构框图最后，驱动板块。驱动板块的典型功能主要有：一是PWM控制信号通过控制面