Boost 变换器仿真

通过仿真来设计用于 Boost 变换器的数字控制器

通过仿真来设计数字控制器,可确保直流-直流 Boost 变换器根据负载电流和电源电压变化适当调节电压。仿真可指导工程师恰当地选择功率级组件,以确保实现最小的输出电压波动和较为理想的功耗。借助功率级和控制器的闭环仿真,电力电子工程师能够先行对设计方案进行评估和检验,然后再实现具体的控制器和硬件。

在设计电力变换器时,下列任务需考虑进行仿真:

  • 设计用于调节电压的反馈控制器
  • 优化RLC 组件和控制器设计
  • 估算半导体开关的稳态和动态特性
  • 分析动态性能和电能质量
  • 在嵌入式微处理器或 FPGA 上进行数字控制器的原型设计和实现

在 Simulink® 中通过仿真来进行控制系统设计,可确保您设计、验证和实现的变换器能按预期工作,让您信心十足地进入硬件测试。您可以:

  • 使用标准电路组件或使用预建的 Boost 变换器模块对功率级进行建模。
  • 以不同保真度进行变换器模型仿真:系统动态的平均值模型、开关特征的行为模型,以及寄生参数和细节设计的详细非线性开关模型。
  • 设计、仿真和比较不同的控制器架构,包括电压模式控制和电流模式控制。
  • 通过交流频率扫描或系统辨识等方法,对包含开关效应的非线性变换器模型应用经典控制技术(例如使用波特图和根轨迹图的交互回路成形)。
  • 使用自动调节工具在单个或多个反馈回路中自动调节控制器增益。设计增益调度控制器以说明工作点变化原因。
  • 对元件容差和故障事件对开关电源运行的影响进行建模和评估。
  • 将 Boost 变换器作为系统的一部分进行仿真来评估其电能质量,例如数字电源或并网光伏阵列这样的系统,直流-直流电力变换器是这些系统的组件之一。
  • 生成控制算法的 C 或 HDL 代码,以使用实时目标计算机进行快速原型设计,或在微处理器或 FPGA 上实现它们。
  • 针对实时目标计算机生成电路模型的 C 或 HDL 代码,以通过硬件在环仿真来确认控制器。

基于仿真的控制设计不局限于 Boost 变换器,并且可应用于其他变换器类型的开发,包括 Buck 变换器、Cuk 变换器、返驰式变换器、正向变换器和推拉式变换器。

使用 Simulink 加快直流-直流变换器的数字控制设计

通过浏览交互式示例和教程,从基本任务向更高级演练进阶。

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