Exponenta Banner

Последовательный резонансный преобразователь нагрузки (SLR)

Откройте модель

Этот пример показывает операцию последовательного нагрузочного резонансного преобразователя.

Описание

Последовательный Резонансный Преобразователь Нагрузки является преобразователем постоянного/постоянного тока, основанным на резонансной схеме, которая позволяет использовать операцию мягкого переключения. В конвертере с мягким переключением переключение происходит, когда напряжение и/или текущие значения равны нулю, таким образом, значительно улучшая эффективность конвертера. Считается, что переключатель имеет переключение нулевого напряжения (ZVS )/переключение нулевого тока (ZCS), когда напряжение/ток равен нулю, когда переключатель изменяет состояние.

Конвертер состоит из полномостового мостика MOSFET, резонансного бака, представленного блоком индуктивности Lr и конденсатора Cr, полномостового выпрямителя и выхода фильтра (Co). Резонансная частота бака определяется:

$w_r = 1 / sqrt(L_r*C_r) = 2*pi*f_r$

Частота переключения$f_s$ области значений определяет три возможных режима работы преобразователя SLR:

  • Режим прерывистой проводимости (DCM), где, $f_s < f_r/2$приводя к ZVS и ZCS при выключении и ZCS при включении.

  • Режим непрерывной проводимости (CCM1), где, $f_r/2 < f_s < f_r$ведущие к ZVS и ZCS при отключении.

  • Режим непрерывной проводимости (CCM2), где, $f_s &#62;f_r$приводя к ZVS при включении.

Симуляция

В этом примере резонансная частота$f_r$ = 11,25 кГц. Выберите частоту переключения =$f_s$ 13,14 кГц (режим проводимости 3 = CCM2) и запустите симуляцию. Наблюдайте форму волны на Возможностях 1 и Возможностях 2. Для нагрузки 0,5 Ом необходимо получить 10V выход для 12V входного напряжения. Теперь попробуйте другие режимы проводимости и/или измените нагрузку с 0,5 Ом до 5 Ом. Вы увидите, что выход больше не будет 10V из-за характеристики усиления постоянного тока резонансной схемы для заданной нагрузки.

Наблюдайте график характеристики усиления постоянного тока (следы 0,5 Ом), вы заметите, что экспериментальные значения усиления слегка смещены относительно теоретических значений усиления. Это связано с тем, что выход фильтр Co не учитывается при вычислении теоретического усиления. В сложение, как предполагает график характеристики усиления постоянного тока (5 Ом trace ), будет трудно регулировать выход преобразователя SLR при легкой нагрузке.

Ссылка

T.Taufik, M.McCarthy, S.Watkins, M.Anwari; «Performance Study of Series Loaded Resonant Converter Using Super Barrier Rectifiers», IEEE, TENCON 2009.

Simscape Electrical документация

Поддержка