如何开发电源转换器控制仿真软件,第2部分:转换器建模和效率方面的考虑金宝app
学习如何模型直流-直流转换器Simscape™和使用仿真结果来生成效率地图二极管和电源开关。看到一个例子使用SEPIC建模Simscape电气™组件(如电压源,电阻器、电感器和电容器。在第一阶段的设计探索,工程师们感兴趣的是效率和转换损失,以便更好地理解系统架构和其他需求,如所需的传感器类型或大小的冷却系统。
出于这个原因,工程师使用和参数化高保真MOSFET和二极管模型块遵循制造商数据表。学习如何Simscape电气提供电力电子工程师扩展功能,如绘图仪特点直接在菜单。
使用其他的MATLAB®函数包含在Simscape电子检索各操作点的转换器的效率。使用并行计算工具箱™创建效率减少计算时间地图由分配独立的模拟在多核。使用生成的地图作为传感器估计量的一部分在软件本身,所以最后转换器设计可以节省成本和实现多余的传感器。
我们的第一个任务是模型转换器和计算最有效的操作区域。转换器是分开三部分电源,变频器本身,和负载。我们可以看到这是如何反映在模型使用三个不同的子系统和它们之间的连接。金宝app
但在跳入模型之前,让我很快在某种程度上,我们可以表示物理系统的解决方案。很多你可能熟悉使用模型方程写和解决常微分方程直接使用仿真软件的框图。金宝app你们有些人可能已经知道Simscape就是我们的物理网络平台和组件连接在一起。和系统级方程自动生成这些不同的组件结合在一起。
最后,如果你测量你的系统,你可以将它们导入和派生数据驱动模型通常被称为黑盒模型。和在所有这三种可能性的优点和更多的是,你可以把它们。你不是被迫呆在一种解决方案模式。你可以有你模型作为识别模型的一部分,它作为一个物理网络,其中一些在模型方程。金宝app
让我们看看SEPC模型。正如我们在幻灯片上看到的,我们有我们的系统视图。转换器应该工作频率为100赫兹,中等身材。发光二极管,另一方面,要在20赫兹工作。12伏电源。规范的操作区域的发光二极管,德州仪器。在17日之间或多或少和2.5伏特。
如果我打开SEPC转换器。我要注意,我有四个不同的系统。他们三个灰色。我用所谓的变体子系统。我有变频器控制,这是一个完美理想的转换器,就是用一些表示时间常数。并始终保持其输出电压在正确的水平。
这可以为系统级模拟非常有用,因为它是非常快。另一方面,我的其他变体实现。我有一个稳态转换。我有一个平均SEPC。我有SEPC电路,现在我要专注。
如果我往里看,我看到我所有的典型组件,如电感和电容。和我的联系,事实上,现在网上的数据表,直接到我的模型。所以我更容易找到正确的文档。
只是一个快速借口电感之间的差异是基础库。如果我打开,我看到我只有两个参数,或多或少,源代码,这样我就可以去看看哪种方程实现。所以请允许我从该组件开始,如果我想要改变它,并有自己的版本的电感。我总是使用Simscape语言定义任何类型的方程。
另一方面,我用Simscape电气提供的数据表,电子和电力系统的专用工具箱。在这种情况下,你可以看到我有宽容,我甚至可以应用一个随机的
对我的系统如果我想执行某种蒙特卡罗分析基于宽容通过改变。
我在电感可以设置操作限制。我可以设置的错。所以我可以打破我的电感当我想要的,我想要的。所有这些让我增加我的精确度的模拟和做更多的工作。但是正如你所看到的,这一次你没有访问源代码。
让我们回到我SEPC子系统,看看这个小矩形。这些是测试。让我们打开其中的一个。在这个测试工具,我正在做一个步骤在0%和61%之间的电路。我测量的输出,与一些我在示波器的测量。
我模拟了700毫秒的切换线性系统。所以我模拟所有的开关在100赫兹。你可以看到仿真时间非常快。这一切都因为我使用ODN,这是一个软件可以被迫扮演一个特定点。结合一个特殊PVM块,您可以检索模型使用从这些文件后,你将获得研讨会。整个项目将会提供给你。
所以在这种情况下,在这种PVM,我们生成载波和模拟在一定频率的脉冲为了迫使时间步采取适当的步骤在正确的点我的载波。那么,如果我们看在时间步的仿真结果,例如二极管电流,我们可以看到,实际上,他们只在需要时可以时间步的仿真。
所以我们真的模拟整个100赫兹开关。我们所做的,在一个非常有效的方法。我们只是切换时必要的。有一次在中间的点我的支持我的载波。金宝app和当前被建模为切换线性系统。
这是伟大的。它让我快速模拟。我可以比较模型与现实。我们可以看到,我占据了大部分的元素很准确,上升时间、沉淀时间电压,然后当我关闭PVM减速时间。
很好。但这不是我选择的建模。因为我想调查效率。为了研究效率,我将需要使用实际的物理设备,光学物理设备MOSFET模型如果我去,不过这次我用Simscape电气PVM,因为它与我们的实际n沟道MOSFET。
这可以参数化的参数,你可以找到数据表。右键点击,你可以访问多个选项。你可以改变块的选择或者如果你不想阈值基本模型,或者你想添加一个热的部分,你可以通过访问并右键点击这个菜单。或者你可以使用它来生成基本特征。
这种情况下要做底层自动仪器这些MOSFET与该参数,自动生成一个典型情节,我们可以在这里找到一个数据表我的MOSFET。如果我打开实际数据表和向下滚动到寻找情节,然后我可以只是图形比较,看看现在是或匹配。
我们可以看到,我们在这里做得很好是8电压行安定下来后10安培多一点大约2 - 3电压。我们可以看到,我们有非常相似的行为,我们的MOSFET。你可以使用特定的工具从文件交换这种情节直接导入仿真软件。金宝app然后用它们来更好的参数化模型。
让我们回到我们的模型,看看第二个测试工具。首先,我需要关闭一个我用来模拟和比较它测量。之后,我想开一个叫
效率测试。在这种情况下,我模拟闭环模型。我希望我的模型达到一定电压。这就是为什么我在这里有一个非常简单的PID块。
我改变电阻的值来获得特定的电流会在,这样我可以创建一个网格的特定电压从12到30伏特和特定的电流从0到2安培。在创建,或多或少我创建数以百计的操作点,我想测试。我仪器停止仿真模型如果我达到适当的电压。
之后,当我模拟它,我可以使用并行计算模拟并行工具箱来获得更多的时间,我可以用等功能得到效率定义哪些组件将加载仿真结果和饲料。所以我可以得到我的转换器的效率在任何基于负载的操作点。
我可以做同样的功率耗散。实际上我准备这个脚本,并救了我的结果。如果我运行这个,我已经将加载结果显示你的地图,你可以创建。这里有我转换器操作区域,由德州仪器,我们可以看到它在非常高的工作效率,以点到92%或者93%。我们可以看到转换器的行为在其余的操作区域。
这是什么样的东西,你可以使用的功能,比如仪器模型得到效率分析电路,看,你应该如何运作你的转换器。如果你不开心,你可以改变你的电感电容等参数。你让它再次运行,希望并行,因为它会加快很多这样的调查,并自动重新创建这些类型的地图。
让我们回到我们的演讲。我们现在看到的是Simscape作为一个物理系统平台模型。特别是,我们看到Simscape电气在行动,这是工具箱除了Simscape模型电路和电力系统。Simscape提供Simscape语言你为了从基本块和自己做块,以便捕捉你想代表的行为。
非常简短的借口Simscape电有什么新鲜事。我们现在有两个街区和更多,如步进电机和电池pre-parameterized使用价值的行业。我们可以看到电池。你可以把电池系统和自动挑选市场上可用的一些细胞pre-parameterized在不同温度水平。这将真正加快电气化系统的发展如果你考虑电池。
我们增加了更多的可能性产生断层,不仅在组件级别,你可以做错在动载荷,δ连接,y连接,等等。所以我们投资很多能够打破你的模型,使其随时可折叠,无论你想要的。
你也可以从下面的列表中选择一个网站:
表现最好的网站怎么走吗
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