【电力电子在电力系统中的应用】3 带有输出电压反馈控制器的单端反激变换器

白白与瓜2024-01-17 14:48

【仅供参考】

【2023.03西南交大电力电子在电力系统中的应用】

[0 仿真要求](#0 仿真要求)

[1 仿真电路的搭建](#1 仿真电路的搭建)

[1.1 元件选型](#1.1 元件选型)

[1.2 PI控制器设计与搭建](#1.2 PI控制器设计与搭建)

[1.3 时变电阻的封装](#1.3 时变电阻的封装)

[3 波形展示](#3 波形展示)

0 仿真要求

1、采用单端反激拓扑，输入DC100V，输出DC12V的直流电压。

2、建立输出电压反馈控制器，给出当负载电阻分别为100、10、5欧姆变化时输出电压的稳压情况。

1 仿真电路的搭建

1.1 元件选型

Matlab 复制代码

Vin = 100; %输入电压单位V
Vout = 12; %输出电压单位V
R = 12; %负载电阻Ω
Iout = Vout/R; %输出电流单位A
N = 2; %变压器变比
D = 1 / (1 + N * Vin / Vout); %占空比
Fs = 100000; %开关频率单位Hz
Ts = 1 / Fs; %开关周期
DeltaVout = 0.001; %输出电压纹波单位V
C = D / ( DeltaVout * Fs * R);
L1 = (1 / N)^2 * Vout / (2 * Iout * Fs) * (1 - D)^2;
L2 = L1 * N^2;

在开环情况下，假设变压器变比为2：1，负载电阻为12Ω，根据上述代码可计算得：占空比D = 5.7%，L1 ≥ 13.3uH，L2 ≥ 53.4uH，C ≥ 47.2uF。取L1 = 15uH，L2 = 55uH，C = 50uF，搭建电路如下：

1.2 PI控制器设计与搭建

其中，Kp = Ki = 0.000001。

1.3 时变电阻的封装

使其对外等效阻值于0~0.1s时保持在100Ohms；于0.1s~0.2s时保持在10Ohms；于0.2s~0.3s时保持在5Ohms；

其中，避免代数环的报错出现，添加了Memory模块。

3 波形展示

从上到下，分别为：输出电流、输出电压、输出负载。可观测得：当负载变化时，输出电压总保持在12V附近，且在负载突变处电流电压没有明显超调和大振荡。闭环控制成功。