V. LOW-FREQUENCY MODELSThe modeling

V. LOW-FREQUENCY MODELS
The modeling approach followed here has been proposed
in [1] and [8]. For frequencies much below the switching
frequency, a large-signal, low-frequency model of a NLC
controlled rectifier is shown in Fig. 10. The power absorbed by
the emulated resistance is transferred to the output through
the time-varying power source . This feature of the model
is common to all converters and control schemes that achieve
ideal resistive emulation at the input port. A unique aspect of
the NLC controlled rectifier is that the emulated resistance is
not only inversely proportional to the control input , but
is also directly proportional to the output voltage , even
without any external voltage-regulating feedback loop.
For the purpose of designing a slow voltage-regulating
feedback loop, the output side of the small-signal model can be
derived by averaging the current over a line cycle
(24)
Referring to Fig. 10, is the dc component of the current
and is the rms value of the input-line voltage. The
low-frequency small-signal model is obtained by linearizing
(24)
(25)
where the parameter values are given by
(26)
The resulting low-frequency small-signal model of the NLC
controlled rectifier is shown in Fig. 11. Note that the openloop
small-signal output resistance is two times lower than
in the rectifier with conventional power factor correction.
VI. EXPERIMENTAL VERIFICATION
A flyback rectifier with the NLC controller has been built
and tested. The experimental circuit is shown in Fig. 12. The
ac-line input is 85–130 Vrms, 60 Hz, and the output dc voltage
is regulated at Vdc. With a 1 1 transformer ,
this specifies the range of as
(27)
The switching frequency is kHz, and the transformer
magnetizing inductance is H. The maximum
load power is W, which corresponds to the load
parameter .
The output of the voltage-loop error amplifier built around
the opamp IC1 is the control voltage at the input of the
exponential NLC generator. The parameter is set by the time
constant , which is close to the
theoretical optimum value found in Section IV. The carrier
signal is the input of the voltage comparator IC3
The duty ratio of the clock signal CK is . At the
beginning of a switching period, the clock signal turns on the
switch to charge to and sets the FF IC4. The power
switch current is sensed using a current transformer CT with
turns ratio. The scaled switch current is integrated on
to obtain the signal at the input of the voltage
comparator IC3. The output of the FF IC4 controls the power
transistor . Fig. 13 shows experimental controller waveforms
during several switching cycles. All controller functions could
easily be implemented on a dedicated integrated circuit.
A simple voltage-regulating feedback loop has been designed
around the model of Fig. 11, as shown in Fig. 14. The
output voltage is scaled by the constant factor set by
and and subtracted from a constant reference voltage
set by . The difference is then passed through an error
amplifier with transfer function
(28)
where is the compensator zero frequency. The integral
compensation ensures zero steady-state error in the output dc

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

V. รูปแบบความถี่ต่ำของวิธีสร้างโมเดลตามที่นี่ได้รับการเสนอชื่อใน [1] และ [8] สำหรับความถี่มากด้านล่างสลับความถี่ แบบจำลอง สัญญาณขนาดใหญ่ ความ ถี่ต่ำของ NLC การวงจรเรียงกระแสควบคุมจะปรากฏใน Fig. 10 พลังงานที่ดูดซึมโดยต้านทานการเลียนแบบถูกโอนย้ายไปแสดงผลผ่านแหล่งจ่ายไฟเวลาแตกต่างกัน คุณลักษณะของแบบนี้ใช้ร่วมกับตัวแปลงและควบคุมแผนงานที่ประสบความสำเร็จทั้งหมดจำลองหน้าห้องท่าเข้า ลักษณะเฉพาะของวงจรเรียงกระแสควบคุม NLC คือต้านทานการเลียนแบบไม่เฉพาะ inversely สัดส่วนรับสัญญาณควบคุม แต่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าผลลัพธ์ แม้แต่ไม่ มีใด ๆ ภายนอกควบคุมแรงดันไฟฟ้าผลป้อนกลับลูปเพื่อออกตัวช้าแรงดันควบคุมวนความคิดเห็น ด้านผลลัพธ์ของแบบจำลองสัญญาณขนาดเล็กสามารถได้มา โดยการหาค่าเฉลี่ยปัจจุบันผ่านวงจรบรรทัด(24)อ้างอิง Fig. 10 เป็นส่วนประกอบ dc ของปัจจุบันและเป็นค่า rms ของแรงดันอินพุตสาย ที่แบบจำลองสัญญาณขนาดเล็กความถี่ต่ำจะได้รับ โดย linearizing(24)(25)ซึ่งกำหนดค่าพารามิเตอร์โดย(26)ผลความถี่ต่ำสัญญาณขนาดเล็กแบบของ NLC การวงจรเรียงกระแสควบคุมจะปรากฏใน Fig. 11 หมายเหตุว่า openloopความต้านทานสัญญาณขนาดเล็กออกเป็นสองครั้งต่ำกว่าในวงจรเรียงกระแสกับแก้ไขตัวประกอบกำลังแบบธรรมดาVI. ทดลองตรวจสอบวงจรเรียงกระแส flyback กับควบคุม NLC ถูกสร้างและผ่านการทดสอบ วงจรทดลองแสดงใน Fig. 12 ที่สัญญาณ ac เป็น 85-130 Vrms, 60 Hz และแรงดันไฟ dc ออกควบคุมที่ Vdc มี 1 1 หม้อแปลงไฟฟ้าระบุช่วงของเป็น(27)เปลี่ยนความถี่เป็น kHz และหม้อแปลงmagnetizing inductance เป็น H. สูงสุดกำลังโหลดเป็น W ซึ่งสอดคล้องกับการใช้งานพารามิเตอร์เอาท์พุทของเพาเวอร์แอมป์พลาดแรงวนรอบ ๆopamp IC1 จะควบคุมแรงดันที่อินพุตของการเครื่องกำเนิดไฟฟ้า NLC เนน พารามิเตอร์ถูกกำหนด ด้วยเวลาค่าคง ซึ่งมีการทฤษฎีค่าสูงสุดพบในส่วน IV บริษัทขนส่งสัญญาณคือ การป้อนแรงดันไฟฟ้า comparator IC3อัตราภาษีของสัญญาณนาฬิกา CK ได้ ที่จุดเริ่มต้นของรอบระยะเวลาสลับ สัญญาณนาฬิกาเปิดสลับไปยังค่าและชุด FF IC4 อำนาจเหตุการณ์กระแสสลับโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้าปัจจุบัน CT ด้วยเปลี่ยนอัตราส่วน รวมกระแสสลับปรับสัดส่วนได้รับสัญญาณที่ป้อนแรงดันไฟฟ้าcomparator IC3 อำนาจควบคุมของ FF IC4ทรานซิสเตอร์ Fig. 13 แสดง waveforms ทดลองควบคุมในระหว่างหลายรอบสลับกัน สามารถควบคุมทุกฟังก์ชั่นง่าย ๆ จะดำเนินในแบบวงจรรวมเฉพาะผลป้อนกลับวนง่ายแบบในควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้ถูกออกแบบมารอบรุ่น Fig. 11 ดังที่แสดงใน Fig. 14 ที่อัตราแรงดันออกเป็นปรับ ด้วยตัวคูณคงที่กำหนดโดยและ และหักออกจากแรงอ้างอิงคงตั้งโดย ความแตกต่างได้คือผ่านแล้วข้อผิดพลาดเครื่องขยายเสียง ด้วยฟังก์ชันถ่ายโอน(28)ที่มี compensator ที่ความถี่ศูนย์ ทฤษฎีการบูรณาการค่าตอบแทนให้แน่ใจว่าศูนย์ข้อผิดพลาดท่อนใน dc ออก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

V. รุ่นความถี่ต่ำ
วิธีการสร้างแบบจำลองตามที่นี่ได้รับการเสนอ
ใน [1] และ [8] สำหรับความถี่ที่ต่ำกว่าการเปลี่ยน
ความถี่ขนาดใหญ่สัญญาณแบบความถี่ต่ำของ NLC
ควบคุมวงจรเรียงกระแสแสดงในรูป 10. อำนาจดูดซึมโดย
ต้านทานเทิดทูนถูกโอนไปยังการส่งออกผ่าน
เวลาที่แตกต่างแหล่งพลังงาน คุณลักษณะของรูปแบบนี้
เป็นธรรมดาที่จะแปลงและรูปแบบการควบคุมที่ประสบความสำเร็จ
การแข่งขันทานเหมาะที่พอร์ตอินพุต ด้านที่ไม่ซ้ำของ
NLC ควบคุม rectifier เป็นที่ต้านทานเทิดทูนคือ
ไม่เพียง แต่สัดส่วนผกผันกับอินพุตควบคุม แต่
ยังเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดัน output แม้
โดยไม่ต้องควบคุมแรงดันภายนอกใด ๆ ห่วงความคิดเห็น.
สำหรับวัตถุประสงค์ของการออกแบบช้า แรงดันไฟฟ้าควบคุม
ห่วงความคิดเห็นด้านการส่งออกของรุ่นเล็กสัญญาณสามารถ
ได้มาโดยเฉลี่ยในปัจจุบันตลอดวัฏจักรเส้น
(24)
หมายถึงรูป 10 เป็นส่วนประกอบ dc ในปัจจุบัน
และเป็นค่า RMS ของแรงดันไฟฟ้าอินพุตบรรทัด
ความถี่ต่ำแบบจำลองขนาดเล็กสัญญาณได้โดยเป็นเส้นตรง
(24)
(25)
ที่ค่าพารามิเตอร์จะได้รับจาก
(26)
ส่งผลให้ความถี่ต่ำแบบจำลองขนาดเล็กของสัญญาณของ NLC
ควบคุมวงจรเรียงกระแสแสดงในรูป 11. โปรดทราบว่า openloop
เล็กสัญญาณต้านทานเอาท์พุทเป็นครั้งที่สองที่ต่ำกว่า
ในวงจรเรียงกระแสกับการแก้ไขปัจจัยอำนาจธรรมดา.
VI ทดลองการตรวจสอบ
วงจรเรียงกระแส Flyback ด้วยตัวควบคุม NLC ได้รับการสร้าง
และทดสอบ วงจรการทดลองแสดงในรูป 12.
อินพุต ac-สาย 85-130 Vrms, 60 Hz, และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเอาท์พุท
ได้รับการควบคุมที่ Vdc ด้วย 1 1 หม้อแปลง
นี้ระบุช่วงของการเป็น
(27)
ความถี่เปลี่ยนเป็นเฮิร์ทซ์และหม้อแปลง
magnetizing เหนี่ยวนำเป็น H. สูงสุด
พลังงานไฟฟ้าเป็นวัตต์ซึ่งสอดคล้องกับการโหลด
พารามิเตอร์.
การส่งออกของแรงดันห่วง เครื่องขยายเสียงข้อผิดพลาดที่สร้างขึ้นรอบ
IC1 opamp เป็นควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนข้อมูลของ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า NLC ชี้แจง พารามิเตอร์การตั้งค่าตามเวลาที่
คงที่ซึ่งใกล้เคียงกับ
มูลค่าที่เหมาะสมตามทฤษฎีที่พบในมาตรา IV ผู้ให้บริการ
สัญญาณการป้อนข้อมูลของเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า IC3
อัตราส่วนหน้าที่ของสัญญาณนาฬิกา CK เป็น ที่
จุดเริ่มต้นของระยะเวลาการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกาจะเปิด
สวิทช์ที่จะเรียกเก็บค่าบริการและการตั้งค่า FF iC4 ไฟ
สวิทช์ปัจจุบันจะรู้สึกโดยใช้หม้อแปลงกระแส CT ที่มี
อัตราการผลัด สวิทช์ปรับขนาดในปัจจุบันเป็นแบบบูรณาการในการ
ที่จะได้รับสัญญาณที่ป้อนข้อมูลของแรงดันไฟฟ้า
เปรียบเทียบ IC3 การส่งออกของ FF iC4 ควบคุมอำนาจ
ทรานซิสเตอร์ มะเดื่อ 13 แสดงรูปคลื่นควบคุมการทดลอง
ในช่วงสวิตช์หลาย ฟังก์ชั่นการควบคุมทั้งหมดจะ
ง่ายได้รับการดำเนินการในวงจรแบบบูรณาการอุทิศตน.
แรงดันไฟฟ้าควบคุมง่ายห่วงความคิดเห็นที่ได้รับการออกแบบ
รอบรูปแบบของรูป 11 ดังแสดงในรูปที่ 14.
แรงดันขาออกจะถูกปรับขนาดโดยปัจจัยคงที่ที่กำหนดโดย
และและหักออกจากแรงดันอ้างอิงคงที่
ที่กำหนดโดย ความแตกต่างจะผ่านแล้วผ่านข้อผิดพลาด
เครื่องขยายเสียงที่มีฟังก์ชั่นการถ่ายโอน
(28)
ที่เป็นศูนย์ชดเชยความถี่ หนึ่ง
เพื่อให้แน่ใจว่าค่าตอบแทนศูนย์ steady-state error ใน dc เอาท์พุท

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โวลต์ ความถี่ต่ำแบบจำลองแบบจำลองตาม

ที่นี่ได้รับการเสนอใน [ 1 ] และ [ 8 ] สำหรับความถี่มากด้านล่างสลับ
ความถี่สัญญาณขนาดใหญ่ รูปแบบของความถี่ต่ำ ซึ่งจะแสดงในรูป
วงจรเรียงกระแสควบคุม 10 อำนาจดูดซึมโดย
เลียนแบบต้านทานจะถูกโอนไปยัง output ผ่าน
เกิดแหล่งพลังงาน คุณลักษณะของรูปแบบ
ทั่วไปเพื่อแปลงทั้งหมดและแผนการควบคุมที่บรรลุ
เหมาะตัวต้านทานการแข่งขันที่อินพุตพอร์ต เป็นลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ของ
แบบที่เลียนแบบ ซึ่งควบคุมความต้านทาน
ไม่เพียง แต่แปรผกผันกับอินพุตควบคุมแต่
ยังเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดัน , แรงดันภายนอกใด ๆหรือแม้แต่
ไม่มีความคิดเห็น
ลูปสำหรับวัตถุประสงค์ของการออกแบบช้าแรงดันควบคุม
ติชมวง การแสดงผลด้านรูปแบบของสัญญาณขนาดเล็กสามารถ
ได้มาโดยเฉลี่ยในปัจจุบันอยู่รอบเส้น

( 24 ) หมายถึงรูปที่ 10 เป็นส่วนประกอบของ DC ปัจจุบัน
และค่า rms ของอินพุทแรงดัน
สัญญาณขนาดเล็กแบบความถี่ต่ำได้ linearizing
( 24 )

( 25 ) ซึ่งค่าพารามิเตอร์ให้

( 26 ) โดยส่งผลให้รูปแบบของสัญญาณความถี่ต่ำๆ ซึ่งกระแสที่ควบคุมแสดงในรูป
11 โปรดทราบว่า openloop
เล็กสัญญาณความต้านทานต่ำกว่า
ในกระแสที่มีการแก้ไขปัจจัยไฟฟ้าแบบสองครั้ง ทดลองตรวจสอบ
6
วงจรเรียงกระแสแบบฟลายแบคกับตัวควบคุม ซึ่งถูกสร้างขึ้น
และทดสอบ วงจรการทดลองที่แสดงในรูปที่ 12
ใส่สาย AC 85 – 130 vrms 60 Hz และผลผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
มีระเบียบที่ Vdc . กับ 1 หม้อแปลง
ระบุช่วงของ

( 27 ) ความถี่สูงและหม้อแปลงตัวเหนี่ยวนำเป็น H .
กระตุ้นพลังโหลดสูงสุด
คือ W ซึ่งสอดคล้องกับพารามิเตอร์โหลด
.
ของแรงดันลูปข้อผิดพลาดเครื่องขยายเสียงสร้างรอบ
การ opamp IC1 เป็นควบคุมแรงดันที่อินพุตของ
( NLC เครื่องกำเนิดไฟฟ้า พารามิเตอร์ที่กำหนดโดยเวลา
คงที่ ซึ่งอยู่ใกล้กับทฤษฎีค่า
ที่พบได้ในส่วนที่ 4 สัญญาณผู้ให้บริการ
เป็นอินพุตของเปรียบเทียบแรงดัน IC3
หน้าที่อัตราส่วนของสัญญาณ นาฬิกา CK คืออะไร ที่เริ่มต้นของระยะเวลา
สลับสัญญาณนาฬิกาเปิด
เปลี่ยนประจุและชุด FF ic4 . พลัง
สลับปัจจุบันรู้สึกใช้ CT หม้อแปลงปัจจุบันกับ
เปลี่ยนอัตราส่วน การปรับเปลี่ยนปัจจุบันเป็นแบบบูรณาการบน
เพื่อให้ได้สัญญาณที่ป้อนแรงดันไฟฟ้า
เปรียบเทียบ IC3 . ผลผลิตของ FF ic4 การควบคุมอำนาจ
ทรานซิสเตอร์ รูปที่ 13 แสดงการทดลองควบคุมรูปคลื่น
ในระหว่างเปลี่ยนหลายรอบฟังก์ชันตัวควบคุมทั้งหมดจะสามารถดำเนินการบน

โดยเฉพาะวงจรรวมง่ายควบคุมแรงดันไฟฟ้าป้อนกลับห่วงได้รับการออกแบบ
รอบแบบรูปที่ 11 , ดังแสดงในรูปที่ 14 .
แรงดันถูกปรับโดยปัจจัยคงที่ตั้งโดย
และหักออกจากคงที่แรงดันอ้างอิง
ชุดโดย ความแตกต่างคือแล้วผ่านข้อผิดพลาด
เครื่องขยายเสียงที่มีฟังก์ชั่นถ่ายโอน ( 28 )

แล้วจากศูนย์ความถี่ ค่าชดเชยครบถ้วน
ตรวจสอบข้อผิดพลาดคงที่ใน output DC ศูนย์