DC-DC Converter
Поведенческая модель конвертера степени
Описание
Блок DC-DC Converter представляет поведенческую модель конвертера степени. Этот конвертер степени регулирует напряжение на стороне загрузки. Чтобы сбалансировать входную мощность, выходную мощность и потери, необходимое количество степени чертится со стороны предоставления. В качестве альтернативы конвертер может поддержать регенеративный поток энергии от загрузки до предоставления.
Эта схема иллюстрирует поведение конвертера.
Компонент Pfixed потребляет постоянную энергию и соответствует потерям конвертера, которые независимы от текущей загрузки. Потребляемая энергия установлена значением параметров Fixed converter losses independent of loading. Rout резистора соответствует потерям, которые увеличиваются с текущей загрузкой, и определяется из значения, которое что вы задаете для параметра Percentage efficiency at rated output power.
Источник напряжения задан следующим уравнением:
v = vref – i
загрузка
D + iload
Rout
Где:
vref является сетболом напряжения стороны загрузки, как задано значением, которое вы задаете для параметра Output voltage reference demand.
D является значением, которое вы задаете для параметра Output voltage droop with output current. Наличие отдельного значения для свисания делает управление того, как выходное напряжение меняется в зависимости от загрузки, независимой от зависимых загрузкой потерь. Вместо того, чтобы задать D непосредственно, можно задать Percent voltage droop at rated load.
Текущий исходный i значения вычисляется так, чтобы степень, втекающая к конвертеру, равнялась сумме степени, вытекающей плюс потери конвертера.
Чтобы задать поведение конвертера, когда напряжение, представленное загрузкой, будет выше, чем спрос на ссылку выходного напряжения конвертера, используйте параметр Power direction:
Unidirectional power flow from supply to regulated side — Текущий блокируется диодом несостояния и текущим источником, текущий i является нулем. Установите проводимость этого диода с помощью параметра Diode off-state conductance.
Bidirectional power flow — Степень передается стороне предоставления, и i становится отрицательным.
Опционально, блок может включать динамику регулирования напряжения. Если вы выбираете Specify voltage regulation time constant для параметра Dynamics затем задержка первого порядка добавляется к уравнению, задающему исходное значение напряжения. С включенной динамикой ступенчатое изменение загрузки приводит к переходному изменению в выходном напряжении, постоянная времени, задаваемая параметром Voltage regulation time constant.
Симуляция отказов
Можно использовать входной порт физического сигнала F, чтобы симулировать и отказ предоставления DC и отказ конвертера. Этот тип события не может быть симулирован путем простого разъединения предоставления DC, например, путем открытия переключателя, потому что модель среднего значения попытается увеличить ток со стороны предложения до нереалистичных значений как падения напряжения со стороны предложения.
Вы управляете поведением в ответ на вход F отказа физического сигнала параметрами на вкладке Faults диалогового окна блока. С установками параметров по умолчанию:
Можно оставить вход F несвязанным, и конвертер будет обычно работать.
Если сигнал соединяется с портом F, то блок работает согласно установкам параметров с вкладкой Faults. Например, если Fault condition является Output open circuit if F >= Fault threshold, затем, когда сигнал в порте F повышается выше значения Fault threshold, конвертер прекращает действовать. Нулевой ток взят из стороны предоставления, и нулевой ток предоставляется стороне загрузки.
Моделирование термальных эффектов
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают > > . Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и отсоединяет параметры Thermal Port.
Тепло поблочных передач, выработанное от электрических потерь до Controlled Heat Flow Rate Source с блоком Thermal Mass. Электрические свойства блока не изменяются с температурой. Задайте тепловые свойства для этого блока с помощью параметров Thermal mass и Initial temperature.
Предположения
Две электрических сети, соединенные с терминалами со стороны предложения и терминалами отрегулированной стороны, должны каждый иметь свой собственный блок Electrical Reference.
Уравнение со стороны предложения задает ограничение степени на продукт напряжения, vs, и тока, is. Для симуляции решатель должен смочь исключительно определить vs. Чтобы гарантировать, что решение уникально, блок реализует два утверждения:
vs> 0 — Это утверждение гарантирует, что знак v s исключительно задан
is <imax — Это утверждение имеет дело со случаем, когда предоставление напряжения с блоком имеет серийное сопротивление
Когда существует серийное сопротивление, существует два возможных установившихся решения для is, которые удовлетворяют ограничению степени, тому с меньшей величиной, являющейся желаемой. Необходимо установить значение для параметра Maximum expected supply-side current, imax, чтобы быть больше, чем ожидаемый максимальный ток. Это гарантирует, что, когда модель инициализируется, начальный ток не запускается в нежелательном решении.
Порты
Сохранение
развернуть все
1+
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с положительным терминалом входной стороны.
1-
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с отрицательным терминалом входной стороны.
2+
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с положительным терминалом выходной стороны.
2-
электрический
Электрический порт сохранения сопоставлен с отрицательным терминалом выходной стороны.
F — Сигнал отказа
физический
Входной порт физического сигнала, который обеспечивает внешний триггерный сигнал отказа. Можно оставить этот порт несвязанным, если параметры на вкладке Faults диалогового окна блока устанавливаются на свои значения по умолчанию.
H — Количество тепла
тепловой
Тепловой порт сохранения, который представляет количество тепла. Когда вы осушите этот порт, обеспечьте дополнительные параметры, чтобы задать поведение батареи при второй температуре. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые параметры.
Зависимости
Чтобы осушить этот порт, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите > > .
Параметры
развернуть все
Основной
Output voltage reference demand — Сетбол напряжения
10
V (значение по умолчанию)
Сетбол для регулятора напряжения и значение выходного напряжения, когда нет никакого текущего выхода.
Rated output power — Номинальная мощность
10 W (значение по умолчанию)
Выходная мощность, для которой дано значение КПД процента. Этот параметр также используется, чтобы вычислить свисание, D, если свисание задано как процент.
Droop parameterization — Модель Droop
By voltage droop with output current (значение по умолчанию) | By percent voltage droop at rated load
Выберите один из следующих методов для параметризации свисания:
By voltage droop with output current — Задайте абсолютное значение свисания, D. Это - опция по умолчанию.
By percent voltage droop at rated load — Задайте свисание, D, как процент при расчетной загрузке.
Output voltage droop with output current — Свисание напряжения на уровне 1 А
0.1 V/A (значение по умолчанию)
Количество вольт, которые выходное напряжение исключит из сетбола для выхода, текущего из 1 А.
Зависимости
Этот параметр отображается, только если вы выбираете By voltage droop with output current для параметра Droop parameterization.
Percent voltage droop at rated load — Свисание напряжения при расчетной загрузке
2
Процент, который падения напряжения по сравнению с номинальным выходным напряжением при предоставлении расчетной загрузки.
Зависимости
Этот параметр отображается, только если вы выбираете By percent voltage droop at rated load для параметра Droop parameterization.
Power direction — Направление потока энергии
Unidirectional power flow from supply to regulated side (значение по умолчанию) | Bidirectional power flow
Выберите один из следующих методов для направления преобразования электроэнергии:
Unidirectional power flow from supply to regulated side — Самые небольшие регуляторы степени однонаправлены. Это - опция по умолчанию.
Bidirectional power flow — Более крупные конвертеры степени могут быть двунаправлены, например, конвертеры, используемые в электромобилях, чтобы позволить регенеративное торможение.
Diode off-state conductance — Однонаправленный диод
1e-8
1/Ohm (значение по умолчанию)
Идеальный диод, включенный на выходной стороне, чтобы предотвратить текущий от того, чтобы быть обеспеченным в конвертер в однонаправленной настройке.
Maximum expected supply-side current — Максимальное текущее предоставление
2 A (значение по умолчанию)
Установите это значение к значению, больше, чем максимум ожидал ток со стороны предложения в вашей модели. Используя дважды ожидаемый максимальный ток обычно достаточно. Для получения дополнительной информации смотрите Предположения.
Потери
Percentage efficiency at rated output power — Расчетный КПД
80
КПД, как задано 100 раз выходной степенью загрузки, разделенной на вход, подает питание.
Fixed converter losses independent of loading — Постоянные потери
1 W (значение по умолчанию)
Энергия, потребляемая компонентом Pfixed в схеме эквивалентной схемы, которая соответствует потерям конвертера, которые независимы от текущей загрузки.
Динамика
Dynamics — Модель Dynamics
No dynamics (значение по умолчанию) | Specify voltage regulation time constant
Задайте, включать ли динамику регулирования напряжения:
No dynamics — Не рассматривайте динамику регулирования напряжения.
Specify voltage regulation time constant — Добавьте задержку первого порядка в уравнение, задающее исходное значение напряжения. С включенной динамикой ступенчатое изменение загрузки приводит к переходному изменению в выходном напряжении.
Voltage regulation time constant — Постоянная времени динамики
0.02 s (значение по умолчанию)
Постоянная времени сопоставила с переходными процессами напряжения, когда текущая загрузка продвинута.
Зависимости
Этот параметр только отображается, когда вы выбираете Specify voltage regulation time constant для параметра Dynamics.
Initial output voltage demand — Начальное напряжение спроса
10 V (значение по умолчанию)
Значение v касательно в начальный момент времени. Обычно, v касательно задан параметром Output voltage reference demand. Однако, если вы хотите инициализировать модель без переходных процессов при поставке установившейся текущей загрузки, можно установить начальный v касательно значения при помощи этого параметра и увеличить ее соответственно, чтобы принять во внимание выходное сопротивление и свисание.
Зависимости
Этот параметр только отображается, когда вы выбираете Specify voltage regulation time constant для параметра Dynamics.
Отказы
Fault condition — Модель Fault
Output open circuit if F >= Fault threshold (значение по умолчанию) | Output open circuit if F <= Fault threshold
Выбирает, отключен ли конвертер сигналом, который является высоким или низким:
Output open circuit if F >= Fault threshold — Конвертер отключен, если сигнал в порте F повышается выше порогового значения. Это - опция по умолчанию.
Output open circuit if F <= Fault threshold — Конвертер отключен, если сигнал в порте F падает ниже порогового значения.
Fault threshold — Предел отказа
0.5
Пороговое значение раньше обнаруживало отказ.
Тепловой
Thermal mass — Количество тепла сопоставлено с тепловым портом
100
J/K (значение по умолчанию)
Количество тепла сопоставлено с тепловым портом H. Это представляет энергию, требуемую повысить температуру теплового порта одной степенью.
Initial temperature — Начальная температура в тепловом порте
298.15 K (значение по умолчанию)
Начальная температура сопоставлена с тепловым портом H.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Представленный в R2012b
