توضیحات
ABSTRACT
The nonlinearity of the switching process in DC-DC converters can result in the inaccuracy and invalidation of traditional stability criterion based on linear modeling, which is very harmful in practice, especially for the DC-DC converters with high stability requirements. In this paper, the describing function method is adopted for the modeling of switching process, namely, pulse width modulation (PWM), in DCDC converters, and the describing function of PWM is derived in detail. Considering the nonlinear items in the obtained describing function of PWM, the selection of the parameters in these nonlinear items are firstly provided and proved in this paper. With the obtained describing function, the stability of PWM DC-DC converter can be analyzed exactly. Taken a PWM boost converter as an example, the nonlinear model based on describing function and the linear model are established, respectively, further, the stability analysis based on these two kinds of models are carried out. Comparing with the traditional linear stability criterion, the simulation and experimental results validate the effectiveness and accuracy of the stability analysis based on describing function method. Further, the transition interval of the PWM DC-DC converter from stable region to unstable region can be determined exactly by the proposed stability analysis method, which is helpful to determine the stability margin in real engineering applications. Therefore, this paper provides a practical stability analysis method for PWM DC-DC converters.
INTRODUCTION
As the most common and practical topology of the power converters, DC-DC converters have the advantages on simple structure, low cost and high conversion efficiency. DC-DC converters have been widely used in household appliances, electrical industries, aerospace and other fields . Today, pulse width modulation (PWM) is widely adopted in DC-DC converters. In addition, the traditional linear modeling andstability analysis methods are usually used for DC-DC converters, such as the average state space method . But as the rapid development of power electronic technologies, the requirements of power electronic systems or equipment on stability, reliability and electrical performance have become stricter and stricter.
چکیده
غیر خطی بودن فرایند سوئیچینگ در مبدل های DC-DC می تواند منجر به عدم صحت و عدم پذیرش ضریب پایداری سنتی بر اساس مدل سازی خطی شود که در عمل بسیار مضر است، به خصوص برای مبدل های DC-DC با نیازهای پایداری بالا. در این مقاله، روش تابع توصیف برای مدل سازی فرایند سوئیچینگ، یعنی مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، در مبدلهای DCDC، و عملکرد توصیفی PWM به طور دقیق مشتق شده است. با توجه به موارد غیر خطی در عملکرد توصیفی PWM، انتخاب پارامترهای این موارد غیر خطی در ابتدا ارائه شده و در این مقاله اثبات شده است. با استفاده از تابع توصیفی به دست آمده، ثبات مبدل DC-DC PWM را می توان دقیقا تجزیه و تحلیل کرد. به عنوان مثال، یک مبدل تقویت کننده PWM را در نظر گرفت، به طور مثال، مدل غیر خطی بر اساس تابع توصیف و مدل خطی، به ترتیب، پس از آن، تجزیه و تحلیل ثبات بر اساس این دو نوع مدل انجام می شود. در مقایسه با ضریب پایداری خطی سنتی، نتایج شبیه سازی و تجربی، اثربخشی و دقت تحلیل تجزیه و تحلیل پایدار بر اساس روش تابع توصیف را اثبات می کند. علاوه بر این، گذرگاه مبدل مبدل DC-DC PWM از منطقه پایدار به ناحیه ناپایدار می تواند دقیقا با روش تحليل استحکام پيشنهادي تعيين شود که برای تعيين حاشیه ثبات در کاربردهای مهندسی واقعی مفید می باشد. بنابراین، این مقاله یک روش تجزیه و تحلیل پایداری عملیاتی برای مبدل های DC-DC PWM را فراهم می کند.
مقدمه
به عنوان شبیه ترین و عملی ترین توپولوژی مبدل های قدرت، مبدل های DC-DC دارای مزایایی در ساختار ساده، کم هزینه و بازده تبدیل بالا هستند. مبدل های DC-DC به طور گسترده ای در لوازم خانگی، صنایع برق، هوا فضا و دیگر زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. امروزه مدولاسیون پهنای پالس (PWM) به طور گسترده ای در مبدل های DC-DC مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، روش های تجزیه و تحلیل خطی مدل سازی خطی سنتی و معمولا برای مبدل های DC-DC مانند روش متوسط فضای حالت استفاده می شود. اما به عنوان توسعه سریع فن آوری های الکترونیکی قدرت، الزامات سیستم های الکترونیکی برق و یا تجهیزات در ثبات، قابلیت اطمینان و عملکرد الکتریکی تبدیل شده است سخت تر و سخت تر.
Year: 2018
Publisher : IEEE
By : Hong Li, Jianing Shang, Bo Zhang, XingranZhao, Nanlin Tanand Chen Liu
File Information: English Language/ 13 Page / size: 1.81 MB
سال : 1397
ناشر : IEEE
کاری از : هنگ لی، جیانگینگ شانگ، بو ژانگ، XingranZhao، Nanlin تانند چن لیو
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 13 صفحه / حجم : MB 1.81
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.