Ключові слова
dynamic model
bypass
principle of superposition
transfer function резонансний перетворювач
динамічна модель
обвідна
принцип суперпозиції
передатна функція
Як цитувати
Анотація
В роботі отримано дискретну динамічну модель двотактного резонансного перетворювача з симетричним режимом роботи, яка описує резонансний перетворювач як передатну ланку з входом зі сторони напруги живлення та виходом зі сторони струму навантаження. Динамічну модель засновано на лінійній математичній моделі резонансного перетворювача, побудованій за принципом суперпозиції. Наведено структуру резонансного перетворювача з обвідними процесів та дискретної динамічної моделі резонансного перетворювача n-го порядку. Доведено, що передатну функцію дискретної динамічної моделі для обвідної функції може бути визначено за передатною функцією неперервної системи. Отримані залежності, що описують дискретні передатні функції резонансного перетворювача, застосовано задля отримання дискретної динамічної моделі двоконтурного трансформаторного резонансного перетворювача з синхронним випрямлячем. Для цього визначено послідовність дій: знаходження передатної функції неперервної динамічної моделі; отримання системи рівнянь у векторно-матричній формі, що описує електромагнітні процеси в перетворювачі, і системи дискретних рівнянь; визначення передатної функцію обвідної. Отримані теоретичні результати перевірено за допомогою імітаційного моделювання двоконтурного резонансного перетворювача. Запропонована динамічна модель дає змогу аналізувати вплив нестабільності та низькочастотних коливань напруги живлення резонансного перетворювача на вихідні величини. Представлені результати можуть бути використані під час розробки та вдосконалення одно- або багатоконтурних мостових високочастотних резонансних перетворювачів якості вторинних джерел живлення та перетворювачів, що застосовуються в системах розмагнічування суден. Бібл. 25, рис. 8, табл. 2.
Посилання
Wikkerink D., Mor A.R., Polinder H., Ross R. Converter design for high temperature superconductive degaussing coils. IEEE Access. 2022. Vol. 10. Pp. 128656-128663. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3227508.
Vinnychenko D., Nazarova N., Vinnychenko I. Transformerless high-voltage resonant charging systems for capaci-tive energy storage devices for electro-discharge technologies. Proc. of IEEE 41st International Conference on Elec-tronics and Nanotechnology (ELNANO). Kyiv, Ukraine, 10-14 October 2022. Pp. 727-731. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO54667.2022.9927052.
Wolf M., Pokryvailo A. High Voltage Resonant Modular Capacitor Charger Systems With Energy Dosage. IEEE Pulsed Power Conference. Monterey, CA, USA, 13-15 June 2005. Pp. 1029-1032. DOI: https://doi.org/10.1109/PPC.2005.300477.
Wenjin Sun, Xiang Jin, Li Zhang, Haibing Hu, Yan Xing. Analysis and design of a multi-resonant converter with a wide output voltage range for EV charger applications. Journal of Power Electronics. 2017. Vol. 17. No 4. Pp. 849-859.
Honggang Sheng. A high power density three-level parallel resonant converter for capacitor charging: PhD diss.: Electrical Engineering. Virginia Polytechnic Institute. Blacksburg. 2009. 196 p. URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/server/api/core/bitstreams/c6a84ea8-eb4a-43d1-b627-d94e7bd104e4/content (accessed at 14.02.2024)
Deshmukh S., Iqbal A., Islam S., Khan I., Marzband M., Rahman S., M.A.B. Al-Wahedi A. Review on classification of resonant converters for electric vehicle application. Energy Reports. 2022. Vol. 8. Pp. 1091-1113. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.12.013 .
Găiceanu M. (ed.) Electric power conversion. IntechOpen, 2019. 228 p. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.73992 .
Rashid M., Hui S.Y., Shu-Hung Chung H. Power electronics handbook (fourth edition). Butterworth-Heinemann, 2018. 1496 p. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811407-0.00012-X.
Pavlov G., Vinnichenko I., Pokrovskiy M. Estimation of energy efficiency of the frequency converter based on the resonant inverter with pulse-density control. Proc. of IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). Kharkiv, Ukraine, 10-14 September 2018. Pp. 101-105. DOI: https://doi.org/10.1109/IEPS.2018.8559499.
Yang E.X., Choi B., Lee F.C., Cho B.H. Dynamic analysis and control design of LLC resonant converter. 1992. Pp. 362-369. URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/38364328/dynamic-analysis-and-control-design-of-lcc-resonant-converter- (accessed at 14.02.2024)
Gorodny A., Gordienko V., Stepenko S., Sereda O., Boyko S. Impact of supply voltage change on the energy per-formance of boost quasi-resonant converter for radioelectronic equipment power supplies. Proc. of International Con-ference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). Kremenchuk, Ukraine, 15-17 November 2017. Pp. 232-235. DOI: https://doi.org/10.1109/MEES.2017.8248897.
Afshang H., Tahami F. Voltage regulation of DC-DC series resonant converter operating in discontinuous conduc-tion mode: the hybrid control approach. International Journal of Engineering. 2019. Vol. 32. No 11. Pp. 1610-1619. DOI: https://doi.org/10.5829/ije.2019.32.11b.12. 13. Nair M. Simulation and experimental verification of closed loop operation of buck/boost dc-dc converter with soft switching. International Journal of Engineering. 2012. Vol. 25. No 4. Pp. 267-274. URL: https://www.ije.ir/article_72033.html (accessed at 14.02.2024)
Shi J., Li H., Wang Z. Research on output voltage stabilization of LLC resonant converter based on LADRC with simplified linear model. Proc. of 6th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE). Shanghai, China, 17-20 September 2021. Pp. 51-55. DOI: https://doi.org/10.1109/ICPRE52634.2021.9635581.
Pavlov G., Obrubov A., Vinnichenko I. The linearized dynamic model of the series resonant converter for small signals. Proc. of 2nd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). Kyiv, Ukraine, 07-11 June 2016. Pp. 1-5. DOI: https://doi.org/10.1109/IEPS.2016.7521879.
Chen W., Zhang G., Zhang A. Influence of demagnetizing current transition process on demagnetizing effect. Ship Science and Technology. 2011. Vol. 33. No 04. Pp. 85-89.
Pawłowski T. A review of electromagnetic field sources on ships. Biuletyn Instytutu Morskiego. 2018. Vol. 33. Pp. 94-112. DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.7649 .
Designing an LLC Resonant Half-Bridge Power Converter. USA: Texas Instruments Incorporated, 2010. URL: https://www.ti.com/seclit/ml/slup263/slup263.pdf (accessed at 14.02.2024)
Half-Bridge LLC Resonant Converter Design Using NCP4390/NCV4390. USA: Semiconductor Components In-dustries, LLC, 2023. 20 p. URL: https://www.onsemi.com/pub/collateral/and90061-d.pdf (accessed at 14.02.2024)
Norsworthy S., Cardiff R. Resonant power converter for radio frequency transmission and method. European patent, 03713861.7, 2003.
Vyapari S., Viju Nair R., Ghosh G. Envelope-detection-based accurate small-signal modelling of series resonant converters. IEEE Transactions on Power Electronics. 2023. Vol. 38. No 7. Pp. 8367-8378. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2023.3268635 .
Kuo B.C. Digital control systems. University of Illinois at Urbana-Champaign: Oxford University Press, 1992. 751 p.
Baldi P., Haus E. Normal form and dynamics of the Kirchhoff equation. Boll Unione Mat Ital. 2023. Vol. 16. Pp. 337-349. DOI: https://doi.org/10.1007/s40574-022-00344-6
Pavlov G., Obrubov A., Vinnichenko I. Determining the dynamic model of the charging resonant converter with inductive coupling by an experimental-analytical method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 4. No 8(118). Pp. 17-28. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263526.
Pavlov G., Obrubov A., Vinnichenko I. Optimizing the operation of charging self-generating resonant invert-ers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 1. No. 5(115). Pp. 23-34. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252148
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2024 Array