Ist die Stromwellenform des angegebenen DC/DC-Wandlers korrekt?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich verstehe nicht, wie der Strom (im kontinuierlichen Betriebsmodus) im stationären Zustand für diese DC-DC-Wandlerschaltung begrenzt ist.

Was ich qualitativ dachte, dass der Strom so weiter zunehmen sollte -Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Analyse war ungefähr so ​​-

Bei t=0 ;

Wir schließen den Schalter und anfangs hat die Induktivität einen Anfangsstrom von Null, und danach steigt der Strom weiter an und erreicht einen bestimmten Wert

ICH 1 M A X
und in diesem Moment öffnen wir den Schalter, der bewirkt, dass der Induktorstrom durch die ohmsche Last abfällt und einen Wert erreicht
ICH 1 M ich N
und dann schließt der Schalter wieder und der Strom der Induktivität steigt wieder und kurz vor dem Öffnen des Schalters wird der Strom sein
ICH 2 M A X

ABER

ICH 2 M A X > ICH 1 M A X

Weil diese Anfangsbedingung I1min ist, während sie zuvor Null war, und daher können wir sagen, dass die Anfangsbedingung im Laufe der Zeit weiter zunimmt und dies dazu führt, dass der Strom in jedem Zyklus zunimmt und daher eine unbegrenzte Funktion wird!

Aber was auch immer ich analysiert habe, ist nicht das, was tatsächlich passiert, also wo habe ich Fehler in meiner Analyse gemacht? Oder ist diese Wellenform nicht korrekt?

Der Snap, den Sie hinzugefügt haben, ist für den stationären Zustand. Anfänglich wird der Strom zunehmen, da Sie sagten, dass DC-DC-Wandler eine Rückkopplung haben, die sowohl die Spannung als auch den Strom steuert.
@ user19579, aber was ich gezeichnet habe, beinhaltet auch das Einschwingverhalten
Was Sie hier gezeigt haben, ist eine bekannte Topologie beim Entwerfen von DC-DC-Wandlern; Es ist ein Abwärtswandler, der mit einer Rückkopplungsschleife arbeitet, um Vout konstant zu halten. Im stationären Zustand, wenn der Schalter geschlossen ist, lädt sich der Induktor mit der folgenden Gleichung auf: Il = (Vin-Vout/L)*t und Ipeak = (Vin-Vout/L)*Ton. Da Vin, Vout, L und Ton Konstanten sind, bedeutet dies, dass Ipeak für jeden Zyklus gleich ist und nicht ansteigt. Wenn der Schalter geöffnet ist, ist Il = (–Vout/L)*t, Imin = (–Vout/L)*Toff, und da Vout, L und Toff Konstanten sind, sollte Imin konstant sein und sich nicht ändern.
@learn design danke! Das bedeutet also, dass diese Schaltung ohne Rückkopplungsregelkreis unvollständig ist, und wenn es keinen Regelkreis gibt, war das, was ich analysiert habe, tatsächlich wahr (dh der Strom steigt nach jedem Zyklus weiter an)?
@ user215805, Nein, konzentriere dich auf die Gleichungen. Alle Parameter sind Konstanten. Der Strom steigt, wenn Ton zunimmt und Toff abnimmt. Sie sollten verstehen, dass die Analyse im stationären und nicht im transienten Zustand durchgeführt wird.

Antworten (1)

Der Fehler, den Sie gemacht haben, besteht darin, dass Sie angenommen haben, dass der Spitzenstrom linear mit der Zeit (am Ende jedes Ladezyklus) und für alle Zeiten ansteigt. Aufgrund des Lastwiderstands wird dies nicht der Fall sein. es begrenzt den Strom letztendlich auf einen maximalen Wert: -

ICH 0 ( P k ) = v S R L Ö A D

Sie können physikalisch keinen höheren Laststrom als den oben genannten erhalten.

Danke Andi! Eigentlich habe ich nicht angenommen, dass es linear ansteigt, sondern es ist nur meine schlechte Zeichenfähigkeit, die es so aussehen lässt. Ich weiß, dass es wie [V (1-exp (R / L)) + Null-Eingabeantwort] ansteigt, aber immer noch Null-Eingabeantwort ändert sich in jedem Zyklus mit Änderung des Anfangszustands, und ist Imax = Vs / R nicht nur für LTI RL-Schaltungen gültig?Aber hier handelt es sich um eine nichtlineare Schaltung
Ich sage, Sie können physikalisch nicht höher als Vs/R werden.
Gibt es eine Möglichkeit zu beweisen, dass der Strom eine beschränkte Funktion ist?
Ich dachte, ich hätte genau das getan. Vielleicht meinst du etwas anderes?
Eine Differentialgleichungslösung, um zu zeigen, wie es sich tatsächlich einpendelt, oder eine qualitative Analyse zumindest für 2-3 Zyklen, um zu zeigen, dass der Strom tatsächlich zu einem bestimmten maximalen Grenzwert tendiert
Verwenden Sie einfach einen Simulator. Kinderleicht. Wie auch immer, sind wir mit dieser Frage jetzt fertig?
@ user215805 sind wir jetzt mit dieser Frage fertig?
@+1, mir wurde klar, dass Sie teilweise Recht hatten, dass der Strom (I) nicht über V/R hinauswachsen kann, aber es ist nicht notwendig, dass der Strom letztendlich V/R erreicht, ["es begrenzt den Strom letztendlich auf einen Maximalwert" ]Also ich fand diesen Satz verwirrend, könnten Sie ihn verbessern, damit ich Ihre Antwort akzeptiere!
@ user215805 Meine Antwort besagt, dass der Strom auf einen Maximalwert begrenzt wird, und unter diesen Worten habe ich die Formel (V / R) angegeben. Ist es nicht das, worum du mich bittest? Ich bin alles dafür, die Antwort zu verbessern, aber ich kann mich nicht damit abfinden, was Sie sehen, was verwirrend ist.
@ Ich akzeptiere Ihre Antwort, aber hoffentlich werden Sie sagen, zwischen welchen maximalen und minimalen Werten (in Bezug auf das Tastverhältnis) der Strom im stationären Zustand variiert, was auch für andere Benutzer nützlich wäre.
@ user215805 Ich versuche wirklich herauszufinden, was du meinst. Hier ist meine Vermutung: Die zeitliche Einschaltdauer bestimmt, wie viel Energie / Strom in der Induktivität akkumuliert wird. Der Strom steigt beim Laden der Induktivität linear mit der Zeit an, jedoch nur anfänglich, da mit steigendem Strom auch die Lastwiderstandsspannung ansteigt und dies letztendlich den maximalen Strom begrenzt. Wenn Sie einen Ausgangskondensator über dem Widerstand hätten (wie bei einer Standard-Buck-Schaltung), ist dies eine ganz andere Geschichte, da der Kondensator Vout über den gesamten Zyklus nahezu konstant hält. Vielleicht meinst du das?
Ist diese Konfiguration nicht dem Rechteck-Vollwellen-Wechselrichter mit RL-Last sehr ähnlich (mit nur zwei geringfügigen Unterschieden 1. Die Spannung über RL ist entweder Null oder V, während sie im Vollwellen-Wechselrichter V oder -V ist. 2. Im Rechteck-Vollwellen-Wechselrichter In Büchern beträgt der Arbeitszyklus im Allgemeinen 1/2, während er in diesem Fall nicht 1/2 ist. Deshalb sollte der Strom ähnlich wie bei einem Vollwellenwechselrichter im stationären Zustand zwischen einigen maximalen und minimalen Stromwerten variieren, weshalb ich Ich dachte, Sie würden erwähnen, was diese Maximal- und Minimalwerte im stationären Zustand wären
Ich sehe die Ähnlichkeit leider nicht.
sciencedirect.com/topics/engineering/full-bridge-inverter Bitte werfen Sie einen Blick auf die aktuelle Wellenform, hoffentlich verstehen Sie meine Bedenken!
Die Stromwellenform sieht aus wie eine Standard-Widerstandsinduktor-Ladewellenform, also bin ich mir nicht sicher, was ich hinzufügen soll, außer, dass es mit meinen früheren Gedanken übereinzustimmen scheint.
Ist die Stromwellenform des angegebenen DC/DC-Wandlers korrekt?
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