Details

Целью работы является: разработка изолированного источника постоянного напряжения с выходной мощностью не менее 100 Вт, характеризующегося высоким КПД, и низким уровнем пульсаций. Решаемые задачи: исследование схем и топологий изолированного источника питания, обеспечивающих высокое значение КПД и низкий уровень пульсаций выходного напряжения; анализ методов управления, позволяющих улучшить показатели КПД и уровень выходных пульсаций изолированного источника питания; создание математической модели изолированного источника питания, учитывающую особенности его схемы и методов управления. Работа проведена на базе ООО «СТЦ». Был проведен выбор топологии и компонентов ее силовой части, проведено моделирование изолированного источника питания. Для анализа характеристик преобразователя использовались два принципа коммутации силовых ключей и метод автоматического управления на основе ПИ-регулятора. В результате была показана возможность стабилизации выходного напряжения в диапазоне от 12 до 36 В при изменяющейся нагрузке. Было установлено, что оба принципа коммутации силовыми ключами обеспечивают низкий уровень выходных пульсаций и высокий КПД. Что позволяет использовать изолированный источник питания на основе DAB-преобразователя для приемо-передающих устройств, предъявляющих повышенное требование к энергетической эффективности и качеству выходного напряжения. Разработка и исследование математической модели осуществлялось в программной среде PSIM, управление силовыми ключами и система автоматического регулирования осуществлялось в программном комплексе MATLAB «Simulink».

The goal of the work is to develop an isolated constant voltage source with an output power of at least 100 Watts, characterized by high efficiency and low ripple levels. Tasks to be solved: study of circuits and topologies of an isolated power supply that provide high efficiency and low output voltage ripples; analysis of control methods that improve efficiency and output ripple levels of an isolated power supply; creation of a mathematical model of an isolated power supply, taking into account the features of its circuit and control method. The work was carried out on the basis of LLC «Special Technology Center». The topology and components of its power unit were selected, and an isolated power supply was modeled. To analyze the characteristics of the converter, two principles of switching power switches and an automatic control method based on a PI controller were used. As a result, it was shown that the output voltage can be stabilized in the range from 12 to 36 V under varying loads. It was found that both principles of switching with power switches ensure a low level of output ripples and high efficiency. This makes it possible to use an isolated power source based on a DAB converter for receiving and transmitting devices that place increased demands on energy efficiency and output voltage quality. The development and research of the mathematical model was carried out in the PSIM software environment, the control of power keys and the automatic control system were carried out in the MATLAB "Simulink" software package.