Компьютерная модель квазирезонансного dc

УДК 551(06) Математическое моделирование физических процессов
С.С. МАХРОВ, Д.В. САВИЧЕВ
Научный руководитель – Н.В. ИВАНОВА, ст. преподаватель
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ КВАЗИРЕЗОНАНСНОГО
DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Представлена разработка компьютерной математической модели однополупериодного квазирезонансного преобразователя с переключением при нулевом токе. В ходе разработки был проведен операторный анализ схем замещения на всех интервалах работы КРП и получены изображения по Лапласу функций токов и
напряжений в схеме КРП.
Квазирезонансные преобразователи являются перспективным направлением развития DC-DC преобразователей.
В случае резонансного метода регулирования передача мощности в нагрузку происходит при синусоидальной форме токов и напряжений, которые снижаются до нуля к моменту коммутации. Следовательно,
квазирезонансные преобразователи, в сравнении с ШИП, имеют меньшие потери на переключение и меньшие электрические перегрузки силовых элементов, однако в резонансных преобразователях омические потери несколько выше.[1,2]
Была поставлена задача – разработать компьютерную математическая модель одной из наиболее перспективных схем, которой является схема КРП с переключением на нулевом токе, изображенная на рисунке
1 на примере однополупериодного понижающего преобразователя. Для анализа работы схемы, а далее моделирования соответствующих процессов, в установившемся режиме, в работе были приняты следующие
условия: L0 >> Lr, полупроводниковые ключи идеальны, реактивные компоненты резонансного контура идеальны.
Программа написана на языке программирования C++, и
представляет собой компьютерную модель КРП (см. рисунок
1) в реальном времени. Компьютерная модель позволяет анализировать работу схемы при задании различных параметров
её элементов, источника питания и нагрузки.
Окно программы можно разбить на две области. Большая
из них – пространство, в котором отображаются графики
напряжений и токов в преобразователе. Над ней расположена
Рис.1. Компьютерная модель преобразопанель инструментов и
вателя
главное меню (см. рисунок 2)
С помощью разработанной программы, представляется возможным исследовать динамические процессы в преобразователе при
подключении его к
источнику питания и статические процессы
при работе в установившемся режиме.
При
построении
КРП, работающего на предельных частотах
преобразования возможно использование в качестве колебательного контура собственных паразитных параметров элементов
схемы (индуктивности
рассеяния трансформаторов, паразитных емРис.2. Построение графиков
костей
транзисторов).[3,4]
характеристик в интерфейсе
В результате, было
выяснено, что разработанная программная
программы
математическая
модель является очень удобной и реалистичной
моделью, так как полученные с ее помощью графики токов и напряжений согласуются с теоретическими.
Это позволяет утверждать, что задачи, поставленные в данной работе, успешно решены.
Представляется целесообразным проводить дальнейшее усовершенствование программной модели с целью моделирования большего количества преобразователей, в том числе и не только квазирезонансных, а
так же предоставить пользователям средства для автоматизации разработки преобразователей.
Список литературы
1.
Ф.К. Ли. Высокочастотные квазирезонансные преобразователи// ТИИЭР, т.76 №4, 1988;
2.
Г.С. Зиновьев, Основы силовой электроники: учебное пособие. – Изд. 2-е, испр. и доп. –
Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 664 с.;
3.
P. P. Valkó, J. Abate. Multi-precision Laplace transform Inversion// Int. J. Numer. Meth.
Engng 2004;
УДК 551(06) Математическое моделирование физических процессов
4.
Приемы объектно-ориентированного программирования. Паттерны проектирования / Гамма
Э., Хелм Р., ДжонсонР., Влиссидес Дж.; – СПб: Питер, 2001. – 368 с.