Динамический анализ полупроводниковых преобразователей

ДонГТУ	Лабораторная работа №3	ЭС-04-1
Кафедра ЄС	ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ	Федорченко Д.А.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Изучить модели ключевых элементов, научиться составлять динамические модели полупроводниковых преобразователей.

1.2 Научится проводить анализ переходных процессов с помощью явных и неявных методов.

1.3 Закрепить умение применять метод узловых потенциалов и метод переменных состояния для анализа динамики полупроводниковых преобразователей.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

2.1 Составьте модель полупроводникового преобразователя согласно своего варианта из таблицы 2.

2.2 Составьте матрицу проводимостей и вектор источников тока или систему дифференциальных уравнений, описывающую модель преобразователя.

2.3 Напишите программу анализа пускового режима полупроводникового преобразователя.

Для выпрямителей и регуляторов переменного напряжения – сеть 3 х 380 В, 50 Гц.

Для инверторов – входное напряжение –500 В.

Для ИППН – входное напряжение – 12 В.

3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1 Наберите текст программы, рассчитывающей пусковой режим полупроводникового преобразователя.

3.2 При наличие ошибок в программе отредактируйте ее текст.

3.3 Выведите на экран диаграммы переходного процесса выходного напряжения и входного тока.

3.4 Определите время переходного процесса.

3.5 Произведите в установившемся режиме работы преобразователя увеличение нагрузки в два раза.

3.6 Выведите на экран диаграмму переходного процесса при скачкообразном увеличении нагрузки.

3.7 Вывести диаграммы токов и напряжений в соответствии с указаниями преподавателя.

4 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет к лабораторной работе должен содержать цель работы, порядок выполнения, предварительную подготовку (модели, матрицы проводимостей вектора токов и систему дифференциальных уравнений, приведенную к нормальному виду), текст программы анализа, результаты анализа модели (одинэкземпляр на бригаду).

5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1 Ключевые модели диодов.

5.2 Модели тиристоров.

5.3 Ключевые модели транзисторов.

5.4 Модели накопительных элементов для явных методов.

5.5 Модели накопительных элементов для неявных методов.

5.6 Анализ динамических режимов методом узловых потенциалов.

5.7 Анализ динамических режимов методом переменных состояния.

Пример программы к лабораторной работе №3

%Analiz vypryamitelya

clear;

R=100;

Rd=0.01;

Rb=1e6;

Rvn=0.1;

Umax=220*sqrt(2);

f=50;

w=2*pi*f;

tnach=0;

tkon=60e-3;

h=tkon/1000;

n=0;

U=[0;0;0];

i=0;

T=1/f;

alpha=pi/3*T/(2*pi);

Uu1=0;

Uu2=0;

S1=0; S2=0; S3=0; S4=0;

for t=tnach:h:tkon

n=n+1;

if t>=T*i;

i=i+1;

end;

Uc=Umax*sin(w*t);

if t>=(i-1)*T+alpha & t<(i-1)*T+pi/6*T/(2*pi)+alpha

Uu1=1;

else Uu1=0;

end;

if t>=(i-1)*T+alpha+T/2 & t<(i-1)*T+pi/6*T/(2*pi)+alpha+T/2

Uu2=1;

else Uu2=0;

end;

if (U(1)-U(2))>0 & Uu1>0                                                                                                              Результаты выполнения программы

S1=1;

end;

if (U(1)-U(2))<=0

S1=0;

end;

if (-U(1))>0 & Uu2>0

S2=1;                                                                                                                                                                          

end;

if (-U(1))<=0

S2=0;

end;

if (U(3)-U(2))>0 & Uu2>0

S3=1;

end;

if (U(3)-U(2))<=0

S3=0;

end;

if (-U(3))>0 & Uu1>0

S4=1;

elseif (-U(3))<=0

S4=0;

end;

gvd1=S1/Rd+1/Rb;

gvd2=S2/Rd+1/Rb;

gvd3=S3/Rd+1/Rb;

gvd4=S4/Rd+1/Rb;

G=[1/Rvn+gvd1+gvd2 -gvd1 -1/Rvn

-gvd1 gvd1+gvd3+1/R -gvd3

-1/Rvn -gvd3 gvd4+gvd3+1/Rvn];                                                                  

J=[Uc/Rvn; 0; -Uc/Rvn];

U=G\J; % U=inv(G)*J;

Uvyh(n)=U(2);

g(n)=Uu2;                                                                                                                                                                 

end;                                                                                                                                                                            

plot(tnach:h:tkon, Uvyh);

grid;

xlabel('t, c');

ylabel('U, B');

title('Vyhodnoe napryazhenie');

Пример программы к лабораторной работе №3

% Analiz ponizhayuschego IPPN

clear;

E=25;

R=100;

C=200e-6;

L=1e-4;

f=20e3;

T=1/f;

n=0;

i=0;

ff(1)=0;

ff(2)=0;

x(1)=0; %nachal'nye usloviya

x(2)=0; %nachal'nye usloviya

h=sqrt(L*C)/50;

for t=0:h:30*T

Uuvt=sign(sin(2*2*pi*f*t));

if Uuvt==1

S1=1;

else S1=0;

end;

ff(1)=(E*S1-x(2))/L;

ff(2)=(x(1)-x(2)/R)/C;

x(1)=x(1)+h*ff(1);

x(2)=x(2)+h*ff(2);

if x(1)<0

x(1)=0;

end;

n=n+1;

23

il(n)=x(1);

uc(n)=x(2);

end;

plot(0:h:30*T, uc);

grid;

title('Vyhodnoe napryazhenie');

xlabel('t,c');

ylabel('U, B')

%ylim ([0 0.5]);

% xlim([0.01 0.012]);

Результаты выполнения программы