科技创新研究国际杂志
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V级Cynthia Percy一号和R拉马布拉巴2
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电讯领域快速兴起 并总是与电源等保值设备增长相联高效转换器使用时,电量质量不因负载中断而下降3级单级功率校正转换器显示有突出特征,如少扭曲流无死带和高功率因子,少开关压力和连续输出流等广度负载变换高效转换器使用常规比例级控制器和模糊逻辑控制器控制性能参数比较发现FLC比参数变异强特征、性能指数和模拟结果由MatLab软件帮助制作
关键字 |
| 电信电源交换器 单级电因数校正 控制策略 MatLab |
导 言 |
| 电信是当今世界快速扩展领域之一电讯场快速发光总与电源等辅助设备开发相联电信电源系统处于中心阶段,即如何提供真实和成本效益高的电源解决方案电力电子技术是这些基础设施不可分割的组成部分,它需要提供高可靠性、低耗电高效和低成本[1-4]等理想设计需求几乎所有字段都使用ac-dc转换器,但传统转换器高偏移输入流法,结果产生大量低功率因子[5]调和严格调和标准[6],如IEC 61000-3-2、ANSI/IEE-519坚持调和调和规则,转换器在地形学上简单化并减少偏差、统一功率因子和输入流波状更大弹性也很重要。高功率水平通常使用三相ac切换模式校正ac-dc转换器需要提高效率并降低成本,原因是它在许多离线电源中使用功率因子校正级加到dc-dc转换器前取二级法,允许PFC级最小化当前失真,继之DC-dc转换级可实现输出电压规范这种做法似乎效率高,但导致控制复杂性和效率下降后下降单级PFC电路消除前文提到的表层效果,即PFC单元和dc-dc级分享相同开关,消除控制器和PFC开关电磁干扰噪声和压力因硬切换再次退步优化EMI滤波设计难易变量频率控制软交换法适应dc转换器阶段零电量交换实现,导电损耗增加导致功率因子牺牲并需要大量主动和被动构件[7-[11]这些因素有助于高质量整洁器增长输入流变换 输出流高波纹 开关高压 精密控制技术 复杂设计高成本越来越多的负载干扰公共事业线,由此导致电力质量下降,并日益形成共识,将电力质量视为总体生活质量的一个重要因素,导致识别并开发高效转换器并有突出特征上文提到前层故障后,三级单级功率校正多级全桥ac-dc转换器[12]将是电信电源最优选择 |
交互描述 |
| Fig.1显示转换器由三相ac输入段组成,后加无控二极管整流器,从转换器主变压器取辅助通路多级全桥反接器后置输出变压器和负载多级全桥转换器基础原理基础是输入感应器和辅助刮线并用,执行PFC动作辅助通风从主转换器变换器中产生三级通风用于取消dc总线电容电压,从而像推开开关一样工作产生不中断输入电流可进一步过滤流以获取不失真直流高功率分量,无死带区域[13] |
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| 初始整流器由六二极管组成,由平衡三相电压系统提供二极桥演程二分形图二显示输入流输入流为零时段,相位电压既不最大也不最小引入死带区,从而使它非类比变形 |
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| 下一段转换器从转换器主变压器取出辅助通路,转换器像推开开关输入导管执行PFC切换周期输入流的交替增减相似推导器流14激活并拆卸辅助通风等效操作 打开并关闭推送器切换器并相应实现电流不中断PFC提高输入流形状下一节是多级全桥倒置器(MLI)反向应用[15]公交电压平分电容从而减少电压压力通过此设计变换器的灵活性提高二极绑定多级转换器选择时,平衡电容电压技术非常重要文献中提供多项技术[16]-[19]简单辅助电路由变压器组成,旋转比Naux1/Naux2=1和2二极管Daux1和2辅助电路强制二极管实现分量分解电容电压均衡 |
设计控制器 |
| 多级全桥转换器模拟Matlab/Simlink软件三相源线电压208++Lin值低,保证输入流完全不中断,但值不极低,引致高峰流使用稳态分析方程计算值[20]并发现为60mH辅助通风从MatLab多通风变换块取出互连式连接尾端连接多级全桥转换器全桥转换器由四个MOSFET开关组成,这些开关连接像二极管插件反转码下一步是主变压器转比计算N方程从(1)至(3)计算变压器转比,D即值比值n为3主变压器比为3:1三级电压使用变压器校正后用LC滤波过滤.Lo值设计使用(4)Lo选择值为11mH模拟参数表列在下文表一中 |
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| DMLI信号通过相移PWM技术传递PSPWM技术见Fig3三级M=3执行并因此有2三角载波相移1800关口信号通过比较调制信号生成 即类比信号与载波信号相位移法使用(5)计算 |
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| 使用设计值模拟转换器并分析参数[14]逆向电压三级重新校正过滤以获取Fig显示的恒定DC输出电压48V4可电讯设备供电 |
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| 转换器在控制特性上经历高度非线性要求调制者维护输出电压或输出电量常量以适应操作或环境变化举例说,加载电流增加时电压会下降类似地,温度变化影响交付电输出因此,越来越需要优秀控制器在高度不可预测的负载变异[22]下执行严格调控两种控制策略即PI控制器和FLC研究比较 |
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| Fig.5块图显示控制策略规范输出电压在某些变异下,输出电压错误信号使用引用电压比较,并使用控制器处理受控信号再次与高频载波比较,PSPWM技术生成多级全桥转换器开关PWM交换信号切换受控控制器调适以获取严格规范 |
| A.PI控制器 |
| PI控件是一种传统线性控件方法,常用于工业应用PI表示计算包含两个分离参数,即比例参数和积分参数PI控制器设计稳定状态操作比例术语改变输出与当前误差值成比例积分推理与误差大小和误差持续时间成比例通过调优PI控制器算法中两个常量,控制器可提供为特定过程需求设计的控制动作Fig.6显示PI控制器块图比例控件中只有增益调整可用以提高系统性能限制它实现令人满意的精度和可接受相对稳定的能力是可以理解的。P控制器无法满足性能规范时,应代之以动态控制器或动态补偿器以提供更多弹性 |
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| PI控制器[23]由 (6)和(7)提供连续域转移函数描述 |
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| Kp成比例增益Ki集成效率Ti为集成动作时间或重置时间kp,Ki使用自动化调优法评价值图7显示使用MatLab软件完成输出电压常值kp=0.05和Ki=68发现峰值溢出消除后输出电压保持恒定 |
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| .b.模糊逻辑控制器 |
| FLC[24]设计主要基于专家知识、试误程序语言变量数、语言变量基宽度、规则数和成员函数斜坡影响控制器性能与布尔逻辑不同,任何变量状态值为0或1,模糊逻辑允许两端状态更具体地说,它调用成员值成员级模糊变量可用语言术语描述模糊主要特征使用语言变量而非数值变量语言变量定义为以常用语言定义值变量大小可使用模糊集表示 |
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| FLC控制器总结构显示Fig.8由四大构件组成 |
| 模糊化接口转换输入数据为合适的语言值 |
| 2) 规则库和数据库:两者都称为知识库,由数据库组成,并配有必要的语言定义和控制规则集 |
| 3)决策逻辑模拟人类决策过程,从对控制规则知识与语言变量定义推理模糊控制动作 |
| 4) 混淆化接口产生非模糊化控制动作 |
| 控制器设计基础规则规则基础显示于表二 |
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| 输出电压控制器分析并研究控制器性能指数并比较性能 |
对比两个控件基础 |
| 系统总体性能使用某些规范测量对步进响应和稳态误差这些索引的可取特征是选择性,即它能明确区分最优非最优系统及其分析计算易性[25] |
| A.稳态误差:稳态误差为输入值和输出值之差 |
| ... |
| .b.积分方块错误(ISE):它很容易数学方便分析计算微调系统参数最小化ISE是一个良好的折中方法,即减少上升时间限制大初始误差效果,减少峰值超时和沉积时间ISE计算为(8) |
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| C.平均平方错误(MSE):MSE测量差错平方平均值 |
| 公元前定时时间 : 从应用理想步输入到输出输入并保留在指定误差带内的时间间隔,通常指最终值 |
| 图10显示从PI和FLC获取输出电压FLC解决时间比PI控制器少表三分析并列表上述性能指数 |
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| 从Fig.10和表二推断FLC比PI强指数ISE和MSE对FLC也较低 |
结论 |
| 电信电源系统处于中心阶段,即如何提供可靠和成本效益高的电源解决方案为了坚持调和规范,本文与模拟结果并发比较简单的转换器与模拟结果并发,该转换器表态简洁,偏差小和高功率因子小电容电压平衡简单化,并可用低输出导流波操作,甚至连续输出导电流高峰电压操作横跨开关和dc总线电容器,因为它是三级转换器允许提高转换器设计的灵活性并最终提高性能转换器使用两种策略控制,即PI和FLC发现根据性能指数计算FLC比PI控制器强 |
引用 |
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