《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術 > 設計應用 > 開關電源的小信號建模與非線性優化
開關電源的小信號建模與非線性優化
摘要: 對傳統開關電源的輸入電流中含有大量的諧波電流,給電網帶來嚴重的威脅,嚴重影響電網,本文通過給電壓環和電流環進行補償,并采用電流注入法建立數學模型,最后通過仿真和實驗兩個方面共同驗證了建立模型的實用性,取得了很好的結果。
Abstract:
Key words :

1 引言
由于傳統開關電源的輸入電流中含有大量的諧波成分,造成輸入電流畸變成一系列脈沖波,對輸入電流波形進行傅里葉分析,如圖1 所示。

含有大量諧波成分的電流接入電網,會給電網帶來嚴重的影響,也會影響接入電網的其他用電設備。同時,也造成開關電源的功率因數只有0.5~0.65 之間。為了解決諧波問題,世界各國的學者做了很多努力,取得了很多的成果。本文從仿真和實驗兩個方面共同驗證了采用優化方法和建立模型的正確性。

2 電流注入法建立小信號模型
開關電源是一個復雜的時變系統,本文采用電流注入法建立數學模型。建模思想是把電路中的非線性部分(開關管、二極管和電感)和線性部分(電容和電阻)分開考慮,隨著開關管的接通與斷開,電路結構也發生著變化,用一個電感與三端器件的連接來表示。從非線性部分給線性部分注入平均電流。電路中存在兩種頻率,電源低頻和開關頻率。為了得到精確地數學模型,在分析電路時,作如下考慮:由于開關頻率遠遠大于電源頻率,分析電流環時可以忽略電壓變化頻率,只考慮開關頻率的影響;在分析電壓環時,只考慮電源頻率。建立的開關電源小信號模型如圖2 所示。小信號模型主要包括以下部分:主電路功率級的小信號模型(power stage model)、乘法器的小信號模型(MUL model)、電流環和電壓環的小信號模型等環節。其中,電流環由電流采樣函數Hc(s),采樣電阻R5,電流環補償函數Hi(s),PWM比較器的傳遞函數GPWM(s) 和功率級的Gd1(s) 構成閉環。

主電路電感上電壓和電流之間的關系式為:

式中:iL 為電感電流,vi 為輸入電壓,uo 為輸出電壓,d
為占空比,T 為開關周期。
在不同的條件下,可以得到下面一組方程。

整理得到:

(2) 輸入變量

整理得到:

式(2) 和式(3) 為主電路的各部分小信號傳遞函數。
電流環傳遞函數為:

由式(4) 得到控制電壓小信號的傳遞函數:

電壓環由電壓環補償函數組成,則電壓環的傳遞函數為:

由上面的分析得到式(4)、式(5) 和式(6),就完成了整個APFC 小信號模型。

3 電壓環補償網絡參數優化
考慮到開關電源輸出電壓中含有大量二次諧波成分,為了減小紋波電壓,需要在電壓環中補償加入一個極點。
設計變量),則電壓環的設計變量表達式為:

選擇線紋波電壓增益最小為優化目標,目標函數為:

式中:ω2 為線紋波角頻率,取值為200πrad/s。
用設計變量表示目標函數為:

電壓環的帶寬太大會導致電感電流畸變;同時,帶寬太小會導致系統響應減慢。所以,一般設置在10Hz 和20Hz 之間。那么,電壓環的交越頻率 約束條件為62.8rad/s ~ 125.6rad/s之間。為了確保系統穩定性,可以取相角裕度≥ 45°,增益裕度≥ 6dB。從以上分析,得到電壓環補償網絡的優化數學模型為:

求解式(9),得到的結果為:相角裕度為54.8°,增益裕度為無窮大,帶寬明顯減小,由原來的1.78×104rad/s 變為優化后的62.8rad/s,抑制紋波能力明顯得到提高。

4 電流環補償網絡參數優化
電流采樣函數為:

式中:為采樣頻率,取值為的取值為

電流環補償網絡采用單零點雙極點,傳遞函數為:

設計變量電流環補償網絡用設計變量表示為:

5 仿真模型
在MATLAB 軟件的Simulink 中搭建出了500W BoostAPFC 電路的仿真模型,如圖3 所示。

從仿真結果可以看出,圖4 加入APFC 前,電流波形不能隨正弦電壓變化,其中含有大量的諧波成分,電壓峰值附近產生一系列的脈沖波。圖5 電路加入APFC 后,電流波形已經為與電壓同頻同相位的正弦波形。圖6 中反映出在輸出端得到低紋波的直流輸出。

6 實驗
通過前面的仿真研究初步驗證了建模和優化設計的正確性,在此基礎上繪制完成了實驗電路圖,如圖7 所示。根據實驗電路圖,完成了實驗電路的搭建和調試。通過數字示波器的2 通道和4 通道分別觀測輸入端電壓和電流波形。

實驗電路加入APFC 電路后,用示波器得到輸入端電壓和電流波形如圖8 所示。

電流波形在已經能跟蹤輸入電壓的變化,并且已經變成為正弦波,電壓與電流的相位差為5.416°,通過計算得出相移因數為0.996,功率因數已經能達到0.99 以上,所建立的模型和優化后參數有效地提高了功率因數,很好的減小諧波的含量。

在輸出端電壓得到的實驗波形如圖9 所示,400V 的直流電壓,并且紋波很低。

7 結論
通過仿真和實驗得到的結果,很好的表明采用電流注入法建立開關電源的小信號模型很合理,并且電壓環和電流環的參數進行的優化,很好的減小了設計的周期。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
欧美激情办公室aⅴ_国产欧美综合一区二区三区_欧美午夜精品久久久久免费视_福利视频欧美一区二区三区

          欧美激情91| 精品91视频| 欧美精品成人一区二区在线观看| 亚洲综合电影一区二区三区| 先锋影音一区二区三区| 可以免费看不卡的av网站| 久久午夜精品| 99国产精品久久久久久久| 亚洲国产精品日韩| 一区二区av| 亚洲综合国产| 欧美系列一区| 亚洲欧美网站| 在线观看一区| 久久精品天堂| 99精品视频免费观看视频| 久久一区中文字幕| 亚洲美女毛片| 欧美精品不卡| 久久国产精品免费一区| 在线欧美日韩| 欧美激情1区| 国产亚洲一级| 亚洲高清视频一区二区| 美女日韩在线中文字幕| 亚洲精品韩国| 国产精品www994| 久久午夜精品| 亚洲一区二区在| 1024日韩| 亚洲国产1区| 欧美国产三区| 欧美不卡在线| 久久亚洲不卡| 亚洲欧美日韩国产一区二区| 极品中文字幕一区| 午夜久久福利| 久久亚洲国产精品日日av夜夜| 一本色道久久综合| 伊人影院久久| 亚洲性色视频| 精品1区2区3区4区| 欧美日韩视频一区二区三区| 久久亚洲视频| 久久婷婷国产综合尤物精品| 亚洲综合日韩| 中文精品一区二区三区| 亚洲国产美女| 日韩视频不卡| 在线综合亚洲| 亚洲免费网址| 亚洲一区bb| 国产一区二区三区黄| 国产欧美欧美| 国产精品毛片| 国产乱码精品一区二区三区不卡| 亚洲理伦在线| 国产偷久久久精品专区| 99精品视频免费观看| 日韩视频一区| 国产日韩视频| 欧美一级久久| 欧美成人一品| 国产在线视频欧美一区二区三区| 亚洲小说区图片区| 亚洲国产一区二区三区高清| 亚洲久久视频| 亚洲欧美日韩一区在线观看| 久久男女视频| 精品动漫3d一区二区三区免费| 亚洲午夜黄色| 在线视频日韩| 美女久久一区| 最新亚洲激情| 久久久久久婷| 激情av一区| 国产精品久久777777毛茸茸 | 免费视频一区二区三区在线观看| 国产精品久久久免费| 亚洲一区三区电影在线观看| 久久久精品五月天| 很黄很黄激情成人| 亚洲激情欧美| 免费在线欧美黄色| 玖玖国产精品视频| 亚洲二区免费| 国产精品swag| 久久狠狠久久综合桃花| 国内一区二区在线视频观看| 国产精品毛片| 在线播放亚洲| 欧美福利精品| 国产精品一区二区三区观看| 欧美日韩在线观看一区二区三区| 在线亚洲观看| 国产精品videosex极品| 99精品视频免费| 欧美不卡高清| 国产伦精品一区二区三区视频孕妇| 欧美成人嫩草网站| 亚洲一区二区三区精品视频| 国内精品99| 久久久精品五月天| 国产精品日韩| 亚洲欧洲久久| 欧美国产专区| 亚洲麻豆av| 国产精品v欧美精品∨日韩| 亚洲一区二区成人| 日韩午夜电影| 在线观看日韩av电影| 欧美fxxxxxx另类| 午夜亚洲性色视频| 日韩午夜免费视频| 亚洲国产91| 激情欧美日韩| 好看的日韩av电影| 欧美欧美天天天天操| 久久国产手机看片| 美女91精品| 久久久精彩视频| 久久久久久久尹人综合网亚洲| 夜夜爽www精品| 中国女人久久久| 国产三级精品在线不卡| 99精品免费视频| 一区二区三区精品国产| 99精品欧美| 在线观看日韩av电影| 欧美视频日韩| 激情综合激情| 亚洲精品乱码久久久久久蜜桃麻豆 | 亚洲私人影院| 亚洲精品专区| 亚洲成人在线| 伊人久久久大香线蕉综合直播| 国产欧美在线| 国产亚洲精品v| 亚洲一区二区伦理| 久久精品国产清高在天天线| 久久精品电影| 欧美大片专区| 雨宫琴音一区二区在线| 亚洲理论在线| 亚洲看片一区| 亚洲欧洲午夜| 亚洲日韩视频| 国产亚洲一区在线播放| 国产伦理一区| 午夜精品区一区二区三| 国自产拍偷拍福利精品免费一| 国内综合精品午夜久久资源| 欧美日韩高清免费| 激情婷婷亚洲| 国产一区二区高清视频| 久久福利毛片| 欧美日韩亚洲在线| 99精品国产福利在线观看免费| 国产精品推荐精品| 欧美性久久久| 亚洲自拍另类| 黑丝一区二区| 久久精品首页| 一区二区三区三区在线| 国产精品va| 久久久99爱| 亚洲激情不卡| 久久综合伊人77777麻豆| 在线不卡欧美| 欧美一区二区三区久久精品茉莉花| 另类图片国产| 久久人人精品| 激情综合自拍| 欧美色综合网| 欧美视频久久| 国产精品有限公司| 黄色在线成人| 先锋影音久久久| 在线观看成人一级片| 久久在线91| 国产日韩欧美| 国模一区二区三区| 久久天天综合| 亚洲欧美卡通另类91av | 99热精品在线观看| 欧美高清视频一区| 欧美日本韩国一区二区三区| 欧美日韩国产欧| 亚洲一区二区三区色| 91久久极品少妇xxxxⅹ软件| 欧美日韩天天操| 亚洲欧美日韩精品在线| 一区二区免费在线视频| 亚洲特级毛片| 国产一区二区三区四区三区四| 麻豆成人av| 在线亚洲国产精品网站| 欧美三区在线| 久久精品中文| 欧美永久精品| 国内揄拍国内精品久久| 亚洲人成人一区二区三区| 老司机免费视频久久| 久久综合久久久| 欧美成人综合| 久久福利毛片| 亚洲永久视频| 国产亚洲激情| 国产亚洲高清视频| 亚洲综合另类| 牛夜精品久久久久久久99黑人| 99精品国产福利在线观看免费| 欧美三级视频| 欧美私人啪啪vps| 欧美欧美全黄| 欧美另类专区| 尤物在线精品| av成人免费观看| 亚洲影院免费| 欧美成熟视频| 亚洲视频综合| 亚洲精品在线二区| 性高湖久久久久久久久| 久久精品欧洲| 极品日韩久久| 免费亚洲一区| 国内揄拍国内精品久久| 99精品国产高清一区二区| 亚洲一区日本| 亚洲人妖在线| 一区二区精品在线| 欧美主播一区二区三区美女 久久精品人| 亚洲欧美高清| 久久久国产精品一区二区三区| 亚洲尤物影院| 久久久国产精品一区二区三区| 欧美一区二区三区在线免费观看 | 久久久久久久高潮| 国产伦精品一区二区三区视频黑人| 一本一本久久a久久精品综合妖精| 国产九区一区在线| 亚洲午夜精品福利| 久久久人人人| 欧美日韩在线不卡一区| 永久久久久久| 亚洲女人av| 欧美日韩国产三区| 亚洲韩日在线| 久久欧美肥婆一二区| 亚洲精华国产欧美| 亚洲第一黄网| 亚洲一区久久| 在线视频观看日韩| 久久精品一区二区三区中文字幕| 一道本一区二区| 欧美三级乱码| 国产精品主播| 999在线观看精品免费不卡网站| 国产精品免费看| 亚洲午夜精品久久久久久浪潮 | 一本色道久久综合亚洲精品高清| 欧美日韩在线播放一区二区| 在线国产欧美| 麻豆精品网站| 国产亚洲毛片| 亚洲精品欧洲精品| 伊人久久大香线蕉综合热线| 欧美喷水视频| 欧美成人一品| 国产精品夜夜夜| 久久久蜜桃一区二区人| 亚洲专区一区二区三区| 一区二区三区国产在线| 最新成人av网站| 亚洲黄色一区二区三区| 激情成人亚洲| 狠狠色综合网站久久久久久久| 欧美婷婷久久| 欧美日韩国产成人精品| 久久综合中文色婷婷| 蜜桃av综合| 久久国产日韩欧美| 久久九九国产| 午夜激情一区| 欧美日韩一区二| 欧美日韩精选| 狠狠色狠狠色综合人人| 国产精品va| 亚洲看片一区| 国语精品中文字幕| 欧美区国产区| 欧美另类女人| 在线欧美福利| 夜夜嗨一区二区| 亚洲一区高清| 欧美一区二区三区免费看| 午夜精品久久| 亚洲第一区色| 亚洲午夜黄色| 亚洲黄色毛片| 亚洲一区不卡| 久久久综合网| 欧美视频福利| 亚洲激情在线| 免费日韩av片| 欧美日韩专区| 国产偷久久久精品专区| 久久人人精品| 伊人久久久大香线蕉综合直播| 在线视频免费在线观看一区二区| 国产伦精品一区二区三区照片91 | 久久久久久穴| 国产精品视频福利| 午夜影院日韩| 欧美日韩91| 国产乱码精品一区二区三区不卡| 久久精品盗摄| 亚洲人体一区| 欧美在线播放一区| 国产日韩欧美二区| 欧美午夜精品| 香蕉久久夜色| 亚洲日本免费| 国产在线欧美日韩| 久久精品动漫| 久久亚洲影院| 国产欧美丝祙| 国内在线观看一区二区三区| 亚洲一区激情| 在线精品观看| 欧美精品尤物在线| 亚洲欧美高清| 亚欧美中日韩视频| 久久精品日产第一区二区三区| 黄色成人av网站| 久久久天天操| 亚洲一区二三| 99综合视频| 黑人一区二区| 欧美精品一级| 久久综合精品一区| 免费永久网站黄欧美| 国产精品久久久久久久久久妞妞 | 国产在线日韩| 欧美日韩精品| 午夜日韩av| 欧美日韩中文| 亚洲无线一线二线三线区别av| 午夜精品久久| 国产精品红桃| 亚洲高清网站| 夜夜嗨一区二区三区| 一区二区三区四区五区精品视频 | 国产精品久久久久9999高清| 亚洲三级影院| 国产欧美不卡| 欧美亚洲一区| 久久伊人一区二区| 国产精品黄色| 亚洲欧洲日本国产| 在线亚洲自拍| 噜噜噜91成人网| 国内久久视频| 久久精品在线| 欧美一区二区三区久久精品茉莉花| av不卡免费看| 美女被久久久| 欧美国产免费| 激情综合久久| 亚洲尤物精选| 欧美全黄视频| 一区二区日韩免费看| 久久国产精品亚洲77777| 欧美黄在线观看| 亚洲麻豆视频| 久久天堂国产精品| 亚洲一级高清| 亚洲欧美高清| 韩日视频一区| 国产精品区免费视频| 欧美国产三区| 亚洲欧美视频一区二区三区| 欧美欧美全黄| 9色精品在线| 免费一区二区三区| 欧美涩涩视频| 一区二区三区av| 国产精品v亚洲精品v日韩精品| 韩国在线一区| 蜜桃伊人久久| 国精品一区二区三区| 国产伦精品一区| 在线一区欧美| 午夜精品亚洲| 欧美在线网址| 欧美视频成人| 99视频+国产日韩欧美| 亚洲在线黄色| 欧美一区二区在线| 欧美日韩天堂|