[发明专利]含耦合电感和电荷泵单元的电力电子变换器的建模方法有效
申请号: | 202010358627.X | 申请日: | 2020-04-29 |
公开(公告)号: | CN111581799B | 公开(公告)日: | 2022-10-28 |
发明(设计)人: | 姚佳;李科唯;张俊芳;彭富明 | 申请(专利权)人: | 南京理工大学 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20 |
代理公司: | 南京理工大学专利中心 32203 | 代理人: | 封睿 |
地址: | 210094 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 耦合 电感 电荷 单元 电力 电子 变换器 建模 方法 | ||
1.一种含耦合电感和电荷泵单元的电力电子变换器的建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、构建荷泵CP单元和TIS建模模块,确定荷泵CP单元和通用TIS建模模块的模型,包括稳态模型、大信号模型和小信号模型;
步骤2、构建等效TIS-CP建模模块,根据电荷泵CP单元和通用TIS模块的连接方式,确定等效TIS-CP建模模块的大信号模型、稳态模型和小信号模型;
步骤3、根据目标电力电子变换器和等效TIS-CP建模模块的拓扑,确定等效TIS-CP建模模块外部线性网络;
步骤4、确定目标电力电子变换器等效TIS-CP模块外部线性网络的状态方程以及目标电力电子变换器等效TIS-CP模块的内部参数,包括有效匝数比、通用耦合电感的励磁电感;
步骤5、将目标电力电子变换器等效TIS-CP模块外部线性网络状态方程以及目标电力电子变换器等效TIS-CP模块内参数,代入步骤2中建立的等效TIS-CP模块的各个模型中,得到待建模的目标电力电子变换器模型;
步骤1中,构建的电荷泵CP单元包括电容(CP)和一对二极管,即充电二极管(DC)和放电二极管(DO),以及C端子、O端子和P端子,所述电容(CP)一端连接C号端子,另一端连接充电二极管(DC)的阴极和放电二极管(DO)的阳极,所述充电二极管(DC)另一端连接P号端子,所述放电二极管(DO)另一端连接O号端子;
所述电荷泵CP单元的大信号模型表示为:
稳态模型表示为:
小信号模型表示为:
其中,电荷泵电容CP电压大信号为vcp,稳态信号为Vcp,小信号为电荷泵电容CP电流大信号为icp,稳态信号为Icp,小信号为P端子电压大信号为vP,稳态信号为VP,小信号为P端子电流大信号为iP,稳态信号为IP,小信号为C端子电压大信号为vC,稳态信号为VC,小信号为C端子电流大信号为iC,稳态信号为IC,小信号为O端子电流大信号为iO,稳态信号为IO,小信号为电荷泵电容为CP。
2.根据权利要求1所述的含耦合电感和电荷泵单元的电力电子变换器的建模方法,其特征在于,步骤1中,构建的通用TIS建模模块包括通用耦合电感原边绕组(N10)、通用耦合电感副边绕组(N20)、通用TIS模块励磁电感(Lm),一对工作在互补模式的PWM的开关,即有源开关(K(d))和互补开关(K(d′)),以及1号端子、2号端子、0号端子,所述有源开关(K(d))一端连接1号端子,另一端连接通用耦合电感的励磁电感(Lm)的一端和通用耦合电感的原边绕组(N10)一端,所述通用耦合电感的励磁电感(Lm)另一端连接0号端子和通用耦合电感的原边绕组(N10)另一端,所述通用耦合电感的副边绕组(N20)一端连接互补开关(K(d′))一端,所述互补开关(K(d′))的另一端连接2号端子。
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