350 rub
Journal Nonlinear World №9 for 2011 г.
Article in number:
Mathematical Modelling and Analysis of Multiphase Pulse Buck Converter
Keywords:
multiphase pulse converter
mathematical modeling
calculation of processes
ripple of output voltage
harmonic components of input current
average structural model
Authors:
G.A. Belov, J.M. Semenov, A.B. Malyshev
Abstract:
Based on the circuit analysis of the m-phase pulse buck converter, differential equations are obtained in the vector-matrix form for two adjacent recurrent time ranges. Due to an introduction of the vector considering a process cyclical nature in the converter, these equations are right at any number of phases and different real combinations of power transistors in a certain time range. Solutions of differential equations that allow to implement fast algorithms of calculations of transients with the help of the method of fitting are set. The average structural model similar to a well-known structural model of single-phase converter is proved. However, this model does not give an answer to the question about an output current distribution among phases and doesn-t depend on the current distribution.
The proposed mathematical model is used to determine ripple amplitudes of the output voltage and harmonic components of the input current. Thus, the given formulas for a calculation of ripple amplitudes and their harmonic components of the input current cover as special ceases earlier received results of other authors. So it is a confirmation of accuracy and regularity of proved mathematical models in this article.
Pages: 570-583
References
- Белов Г.А.Анализ многофазного импульсного преобразователя постоянного тока // Вопросы применения тиристоров в преобразовательной технике. Чебоксары: Изд-во Чуваш. гос. ун-та, 1972.
- Глазенко Т.А.Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л.: Энергия, 1973.
- Шуваев Ю.Н., Виленкин А.Г. Многофазные импульсные стабилизаторы // Сб. статей «Электронная техника в автоматике» / под ред. Ю.И. Конева. М.: Советское радио, 1977. Вып. 9. С. 70-83.
- Юрченко А.И. Гармонический анализ электрических процессов в многофазных импульсных преобразователях постоянного напряжения // Сб. статей «Электронная техника в автоматике» / под ред. Ю.И. Конева. М.: Советское радио. 1977. Вып. 9. С. 61-70.
- Кадацкий А.Ф.Анализ пульсаций в многофазных импульсных преобразователях при разрывных токах дросселей // Сб. статей «Электронная техника в автоматике» / под ред. Ю.И. Конева. М.: Советское радио. 1980. Вып. 11.
- Шуваев Ю.Н.Гармонический состав выходного напряжения многофазных импульсных стабилизаторов // Сб. статей «Электронная техника в автоматике» / под ред. Ю.И. Конева. М.: Советское радио. 1980. Вып. 11.
- Кадацкий А.Ф.Устойчивость многофазных импульсных преобразователей с заданным качеством процессов // Сб. статей «Электронная техника в автоматике» / под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь. 1981. Вып. 12. С. 89-94.
- Кадацкий А.Ф.Гармоническая линеаризация нелинейностей многофазных импульсных преобразователей // Сб. статей «Электронная техника в автоматике»/ под ред. Ю.И.Конева. М.: Радио и связь. 1983. Вып. 14.
- Кадацкий А.Ф.Гармонический анализ электрических процессов в многофазных импульсных преобразователях постоянного напряжения с ШИМ-методом регулирования // Электричество. 1997. № 3. С. 35-41.
- Кадацкий А.Ф., Малявин И.П. Гармонический анализ электрических процессов в многофазных импульсных преобразователях постоянного напряжения с граничным режимом функционирования силовых каналов // Науковi працi ОНАЗ
iм. О.С. Попова. 2007. № 2. С. 22-28. - 5-Bit Programmable 3-Phase Synchronous Buck Controller IC: Data Sheet No.PD94262. International Rectifier. www.irf.com.
- 2-Phase, High Efficiency, Synchronous Step-Down Switching Regulator: Initial Release Final Electrical Specifications LTC1929 Linear Technology. August 1999.
- 3-Phase, 600 kHz, Synchronous Buck Switching Regulator Controller: Data Sheet LTC3731 Linear Technology. 2005.
- TPS40090, High-Frequency, Multiphase Controller: SLUS578B. Texas Instruments. 2006.
- Белов Г.А. Динамические модели многофазного повышающего импульсного преобразователя // Электричество. 2010. № 6. С. 21-28.
- Иванов А.Г., Белов Г.А., Сергеев А.Г. Системы управления полупроводниковыми преобразователями. Чебоксары: Изд-во Чуваш. гос. ун-та. 2010.
- Белов Г.А.Динамика импульсных преобразователей. Чебоксары: Изд-во Чуваш. гос. ун-та. 2001.
- Белов Г.А.Условия устойчивости контура регулирования тока дросселя в импульсных преобразователях // Практическая силовая электроника. 2004. № 16. С. 16-19.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов. М.: Наука. 1967.
- Курош А.Г. Курс высшей алгебры. М.: Наука. 1971.