从直流到开关频率的一半以上进行功率电子建模的广义平均法
系统与控制
2024-06-28 v1 系统与控制
摘要
在接近或高于开关频率的一半的频率范围内，对功率电子变压器进行建模具有技术难题，由于开关动作的时间可变性和断续性。本文利用移动傅里叶系数的性质，发展出广义平均法，突破了开关频率一半的限制。本文还提出了针对各种开关信号（包括脱冲宽度调制(PWM)、相位位移调制、脱冲频率调制(PFM)以及状态相关开关信号）的广义平均模型，使电路和调制器/控制器能够灵活地分离建模并组合。通过移动傅里叶系数的拉普拉斯变换，清晰地描述了不同频率处信号及其副带之间的耦合，作为线性时不变系统框架下相同频率移动傅里叶系数之间的耦合。将该建模方法应用于 PWM 控制的升压变压器、V2 常脉宽控制的降压变压器以及 PFM 控制的 LLC 变压器进行示范和验证。不同工作模式下变压器的实验结果表明，所提出的模型在接近或高于开关频率一半的频率范围内的准确性优于现有模型。该方法可应用于绝大多数类型的功率电子变压器。
引用
@article{arxiv.2406.18935,
title = {Generalized Averaging Method for Power Electronics Modeling from DC to above Half the Switching Frequency},
author = {Hongchang Li and Kangping Wang and Jingyang Fang and Wenjie Chen and Xu Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.18935},
year = {2024}
}