Клиначёв Николай Васильевич

Пример моделирования импульсного DC/DC
преобразователя в пакете VisSim

Преобразователь относится к классу понижающих DC/DC преобразователей с широтно-импульсной модуляцией. Изменение входного напряжения +U можно рассматривать как возмущающее воздействие. Нагрузка RH может меняться, поэтому систему можно считать параметрической.

1) импульсное звено (регулятор, ШИ-модулятор и ключ); 2) непрерывная часть (фильтр). Ниже схемы - структурная схема непрерывной части модели и соответствующие уравнения для нее

Рис. 1

Непрерывная часть системы описана уравнениями по первому (нижний сумматор) и второму (верхний сумматор) законам Кирхгофа. Для нагрузки составлено уравнение по закону ома (правый нижний фрагмент рис. 1). Обратим внимание, что уравнения, описывающие электрическую схему, должны быть составлены так, чтобы в них входили только интегральные зависимости. Это всегда можно сделать, деля соответствующее количество раз уравнения в операторной форме записи на оператор Лапласа (1/s или 1/p).

В верхней части рисунка показана модель питающего преобразователь напряжения +U. Между графиками - ШИ-модулятор. Входное напряжение подается с регулятора, а выходное на непрерывную часть (фильтр)

Рис. 2

Модель модулятора упрощена и не содержит защиты от дребезга (ключ должен переключатся только один раз за период). Источник питающего преобразователь напряжения +1 В и выходное напряжение +0,5 В не соответствуют реальным и выбраны такими для упрощения демонстрируемых структурных схем.

Общая структурная схема модели импульсного источника питания

В модели осуществляется ПИД-регулирование. Ограничитель и звено чистого запаздывания введены для четкой работы ШИ-модулятора - без дребезга, поскольку фильтр выбран с малыми постоянными времени, дабы можно было увидеть процесс регулирования

Рис. 3

Осциллограмма работы модели на рис. 3 демонстрирует, что моделируемый преобразователь имеет удовлетворительный переходный процесс в момент запуска, и  успешно отрабатывает весьма высокочастотное возмущение поступающее с питающего источника. Проверить работоспособность преобразователя при других значениях нагрузки можно, как при повторных запусках симулятора, так и составив структурную схему, которая опишет закон изменения нагрузки.

Получить файл данной модели вы можете в архиве "е-Группы".

22.10.2000