Impulsowe przetwornice napięcia stałego są obszerną grupą układów energoelektronicznych. Jednym z podstawowych zagadnień w analizie i projektowaniu tych układów jest tworzenie opisów (modeli) bloków głównych, przydatnych do projektowania bloków sterujących. Techniki opisu omawiane w pracy odnoszą się bezpośrednio do bloków głównych impulsowych przetwornic napięcia stałego z modulacją szerokości impulsów (PWM), ze stałą częstotliwością kluczowania, ale mogą być też użyte w opisie innych układów energoelektronicznych. Typowe techniki opisu przetwornic opierają się na uśrednieniu przebiegów prądów i napięć na okres kluczowania. Istnieją dwie odmiany takich opisów oparte na uśrednieniu równań stanu oraz oparte na tworzeniu uśrednionego modelu zestawu idealnych przełączników. Są one uważane za równoważne, ale nie zawsze prowadzą do takich samych wyników. W pracy omówiono te techniki uśredniania, wskazując między innymi na pewne nieformalności, które mogą prowadzić do błędów. Zasygnalizowano inne możliwości tworzenia opisów przetwornic napięcia przydatnych w projektowaniu.
EN
DC-DC power converters are a broad class of power electronic circuits. Typical converter consists of a power stage and a control subcircuit. In the designing process of control subcircuit, the proper model of power stage should be used. The models of PWM DC-DC converters working with constant switching frequency, are discussed in the paper. Such models are formulated for currents and voltages averaged for switching period. There are two approaches to averaged model derivation: the state-space averaging and the application of averaged model of a switch pair. In the discussion of the above methods, some informalities in the creation of switch pair model, which may be a source of errors, are pointed out. Other possible approaches to the modeling of DC-DC converters are briefly outlined.
Przedstawiono przegląd problematyki analizy i sterowania przetwornic napięcia stałego. Wybrano przetwornice napięcia stałego pracujące w trybie modulacji szerokości impulsów jako reprezentatywną grupę współczesnych układów przetwarzania mocy. Przedyskutowano metody analizy i symulacji przetwornic napięcia stałego. Zwrócono szczególną uwagę na małosygnałową analizę uśrednionych przebiegów prądów i napięć oraz na wielkosygnałową symulację stanów przejściowych w dziedzinie czasu. Przedstawiono rozwiązania bloków sterujących w układach przetwornic. Opisano technikę sterowania napięciowego oraz tzw. sterowania prądowego. Przedyskutowano i porównano analogowe i cyfrowe metody sterowania przetwornic.
EN
In the paper, problems of DC-DC power converter analysis and control are outlined. DC-DC power converters working in PWM control mode are selected as an important and representative group of modern power electronic circuits. After short characterization of DC-DC power converters the methods of analysis and simulation of them are discussed. The special attention is devoted to small-signal analysis of averaged currents and voltages and to the time-domain large-signal simulation of transient states. In the next part of paper, the solutions of control subcircuits are presented. The voltage-mode (VM) and current-mode (CM) of control are described. The analog and digital control approaches are discussed and compared. It is concluded, that the simulation and control problems of DC-DC power converters are very interesting and promising area for research and development activity.
Various models of DC-DC converters have been presented in many references. This paper provides extended version of a common transfer functions (line-tooutput, control-to-output) of three most popular DC-DC converters BUCK, BOOST and BUCK-BOOST. The extension includes all parasitic resistances and additional voltage source created after linearization of diode characteristic.
PL
W dostępnej literaturze istnieje wiele modeli przetwornic napięcia stałego. Modele te różnią się między innymi rodzajem uwzględnianych rezystancji pasożytniczych. Niniejszy artykuł zawiera modele przetwornic napięcia stałego BUCK, BOOST oraz BUCK-BOOST, wyprowadzone przy pomocy techniki separacji zmiennych. Modele te uwzględniają zarówno rezystancje pasożytnicze wszystkich elementów przetwornicy jak i dodatkowe źródło napięcia powstałe po linearyzacji charakterystyki diody.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.