[发明专利]一种基于级联拓扑传递函数的电源电路建模仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于级联拓扑传递函数的电源电路建模仿真方法。该方法为：绘制电源电路原理图；绘制电源电路的系统动态框图；根据系统动态框图中的各模块传递函数的分析，确定需要求解的模型；确定需要求解的模型在一个开关周期内与运行状态相关的变量的向量；建立状态方程，通过状态方程确立状态矩阵A、输入矩阵B、输出矩阵C0和传递矩阵E；求解状态方程；结合已知部分得到完整的级联拓扑的传递函数；根据所述级联拓扑的传递函数确定电源电路控制环，并建立电源电路系统模型进行仿真。本发明建立了各种级联的模型，拓展性强，应用灵活，建立的模型和仿真结果更加准确，模型简单，更加适合工程化。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于级联拓扑传递函数的电源电路建模仿真方法。

背景技术

随着电气设备性能的提高，对电源的要求也随之提高，同时对电源的适装性、电磁兼容、功率密度、输出品质、效率、研制周期等方面提出了不同的要求，甚至对电源在整个电气设备数字化仿真中的模型都已经提出了初步的要求，因此对电源的仿真研究迫在眉睫。

目前，已经研究出各种基本拓扑的仿真模型，但是考虑到电源最优化设计和多样化的要求，单一的基本拓扑模型显然还达不到工程应用的程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵活度高、准确度高、模型简单、应用方便的基于级联拓扑传递函数的电源电路建模仿真方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于级联拓扑传递函数的电源电路建模仿真方法，包括以下步骤：

步骤1：绘制电源电路原理图；

步骤2：根据电源电路原理图，绘制电源电路的系统动态框图；

步骤3：根据系统动态框图中的各模块传递函数的分析，确定需要求解的模型；

步骤4：确定需要求解的模型在一个开关周期内与运行状态相关的变量的向量；

步骤5：建立状态方程，通过状态方程确立状态矩阵A、输入矩阵B、输出矩阵C0和传递矩阵E；

步骤6：求解状态方程；

步骤7：结合已知部分得到完整的级联拓扑的传递函数；

步骤8：根据所述级联拓扑的传递函数确定电源电路控制环，并建立电源电路系统模型进行仿真。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)建立了各种级联的模型，可以拓展至其它级联拓扑，应用更加灵活；(2)建立的模型更加准确，使得仿真结果更加准确；(3)通过工程近似，使得模型更加简单，从而更加适合工程化。

附图说明

图1是本发明中BUCK电压馈电全桥的原理示意图。

图2是本发明中BUCK电流馈电全桥的原理示意图。

图3是本发明中级联拓扑的动态框图。

图4是本发明中全桥变换器的结构框图。

图5是本发明中全桥变换器的工作状态示意图。

具体实施方式

本发明基于级联拓扑传递函数的电源电路建模仿真方法，包括以下步骤：

步骤1：绘制电源电路原理图；

步骤2：根据电源电路原理图，绘制电源电路的系统动态框图；

步骤3：根据系统动态框图中的各模块传递函数的分析，确定需要求解的模型；

步骤4：确定需要求解的模型在一个开关周期内与运行状态相关的变量的向量；