[发明专利]一种双重移相调制下双有源全桥变换器大信号建模方法有效
申请号: | 201910623721.0 | 申请日: | 2019-07-11 |
公开(公告)号: | CN110532587B | 公开(公告)日: | 2023-01-10 |
发明(设计)人: | 杭丽君;童安平;胡进;邵持;何远彬;沈磊;曾平良;李国文 | 申请(专利权)人: | 杭州电子科技大学;浙江大邦科技有限公司 |
主分类号: | G06F30/367 | 分类号: | G06F30/367;H02M3/335 |
代理公司: | 杭州天昊专利代理事务所(特殊普通合伙) 33283 | 代理人: | 刘芬豪;向庆宁 |
地址: | 310018 浙江省杭州市*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | 本发明公开了一种双重移相调制下双有源全桥变换器大信号建模方法,针对双重移相调制的DAB变换器,建立了变换器的精确离散迭代模型,然后基于离散域内的状态转移函数并利用Baker‑Campbell‑Hausdorff定理,得出大信号等效电路的状态矩阵和输入矩阵,构建了变换器的大信号等效电路模型。本发明克服了传统离散迭代模型的缺陷,同时将数学模型和电路模型进行了统一,直观的反映系统各变量的耦合关系和控制‑输出传递函数,为双有源全桥(DAB)变换器在控制和稳定性分析等相关研究工作提供了新的思路。 | ||
搜索关键词: | 一种 双重 调制 有源 变换器 信号 建模 方法 | ||
【主权项】:
1.一种双重移相调制下双有源全桥变换器的大信号建模方法,其中双有源全桥变换器包括原边全桥、副边全桥、变压器、电感器和输出电容器,该大信号建模方法包括以下步骤:/n步骤1,根据变换器中原副边全桥的内移相和桥间移相的关系定义工作模式一和工作模式二;/n双重移相调制下的双有源全桥变换器中,原副边全桥的内移相相等,用D1T表示,原副边桥间移相用D0T表示,T为半个开关周期,其中D0、D1是各移相在半个开关周期内的比值;根据D0与D1的大小关系,工作模式一定义为:0≤D1≤D0≤D1+D0≤1,工作模式二定义为:0≤D0≤D1≤D1+D0≤1;/n步骤2,对双重移相调制下的双有源全桥变换器进行建模;/n根据原副边全桥内开关器件的动作情况将一个开关周期分为八个子状态,在各个子状态中,状态变量的动态特性统一表示为:/n /n其中,x(t)=[iL(t),vo(t)]T表示系统的两个状态变量,包括电感电流iL(t)以及输出电容电压vo(t),vin表示输入电压,下标j表示对应的第j个子状态,j=(1~8),Aj和Bj为各子状态对应的状态矩阵和输入矩阵;/n在一个开关周期内建立变换器状态变量的迭代关系,通过对方程(1)在时间区间[Tj-1(D),Tj(D)]进行积分,得到状态变量在同一子状态持续时间内的状态转移函数fp,j(xj-1,k,D):/n /n其中Tj-1(D)为第j个子状态的起始时刻,Tj(D)为第j个子状态的结束时刻,τ表示时间变量,k代表第k个开关周期,xj-1,k为第k个开关周期第j个子状态起始时刻Tj-1(D)的状态变量,xj,k为结束时刻Tj(D)的状态变量,D=(D0,D1),表示控制变量组合;/n将状态转移函数对每个子状态进行迭代,建立从一个开关周期初始时刻的状态变量映射到下一个开关周期初始时刻状态变量的离散迭代模型:/n /n离散状态矩阵Gp(D)和Hp(D)为:/n /n /n步骤3,推导离散迭代模型对应的大信号等效电路;/n变换器的全阶大信号等效电路的状态方程表示为:/n /n其中,Aeq(D)和Beq(D)为大信号等效电路的状态矩阵和输入矩阵;/n为了和变换器的离散迭代模型(3)保持一致,将采样周期设置为2T,则大信号等效电路对应的离散迭代模型为:/nx[k]=Geq(D)x[k-1]+Heq(D)vin (6)/n大信号等效电路的离散状态矩阵Geq(D)和Heq(D)为:/n /n为了使所建立的大信号电路模型能够精确描述变换器的动态特性,让大信号等效电路和变换器的离散状态矩阵近似相等,即/nGeq(D)≈Gp(D)/nHeq(D)≈Hp(D) (8)/n根据方程(4)-(8),计算得到Aeq(D)和Beq(D);/n通过Aeq(D)和Beq(D)构建变换器的大信号等效电路模型。/n
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