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(PSIM仿真)VIENNA整流常见拓扑解析

常见的IENNA整流拓扑 主要有Vienna_I 型拓扑和Vienna_II 型拓扑

两种拓扑都能实现AC转DC的整流,从元器件上看Vienna_I 型用了18个二极管跟3个MOS管,Vienna_II 型用了六个二极管跟6个MOS管,硬件成本上Vienna_II可能会有优势;同时分立元器件比较少,故障的概率相对比较小;控制上两种拓扑的控制方式上是一模一样的,没有任何差异;

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Richie_Li
LV.3
2
2021-04-10 16:22

控制上,两种拓扑没有任何差异,下面主要以Vienna_II 型作为仿真分析对象:

常用的主要有简单的电流滞环控制以及 DQ正交控制两种控制方式;(还有其他控制方式,这里不做分析)

       电流滞环控制:为了使控制最简单明了,这里没有加入输出正负半BUS平衡控制策略(有兴趣深究的可以在进一步增加);从环路控制上看,直接控制的是输出电压,输出电压进行PI控制后,乘以该相电压的归一化系数,然后在与该相电流做差,得到的结果送到驱动计算,即可得到最简单的电流滞环控制;

仿真波形如下:

     电流滞环控制在充电桩电源模块上应用广泛,主要也是由于电源模块的特殊应用,前级Vienna只是作为整流用,并不需要其他复杂功能;电流滞环控制并不需要对市电进行锁相,只需对输入电流和市电电压采样和BUS母线电压采样,就可进行PI控制,计算控制量非常的少,算法简单,所以普遍应用;当然也有其控制缺点,从控制的角度看,电流并没有构成严格闭环控制,在突加载过程,有可能导致电流失控导致开关管失效,不过像电源模块后级还有一级DC/DC变换,并不会对前级整流造成直接的冲击;

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Richie_Li
LV.3
3
2021-04-10 16:26
@Richie_Li
控制上,两种拓扑没有任何差异,下面主要以Vienna_II型作为仿真分析对象:常用的主要有简单的电流滞环控制以及 DQ正交控制两种控制方式;(还有其他控制方式,这里不做分析)    电流滞环控制:为了使控制最简单明了,这里没有加入输出正负半BUS平衡控制策略(有兴趣深究的可以在进一步增加);从环路控制上看,直接控制的是输出电压,输出电压进行PI控制后,乘以该相电压的归一化系数,然后在与该相电流做差,得到的结果送到驱动计算,即可得到最简单的电流滞环控制;[图片][图片]仿真波形如下:[图片]   电流滞环控制在充电桩电源模块上应用广泛,主要也是由于电源模块的特殊应用,前级Vienna只是作为整流用,并不需要其他复杂功能;电流滞环控制并不需要对市电进行锁相,只需对输入电流和市电电压采样和BUS母线电压采样,就可进行PI控制,计算控制量非常的少,算法简单,所以普遍应用;当然也有其控制缺点,从控制的角度看,电流并没有构成严格闭环控制,在突加载过程,有可能导致电流失控导致开关管失效,不过像电源模块后级还有一级DC/DC变换,并不会对前级整流造成直接的冲击;

       DQ正交控制:相对于电流滞环控制要复杂得多,从控制架构可以看出来,需要对市电电压和输入电流进行DQ变换,然后进行锁相,数学运算相对比较复杂,对控制芯片要求高,同时控制架构采用外环电压环内环电流环的双闭环架构,控制响应相对比较快;同时可以对输入电流相位进行控制,实现无功调节;

仿真波形如下:

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2021-04-13 16:22
@Richie_Li
    DQ正交控制:相对于电流滞环控制要复杂得多,从控制架构可以看出来,需要对市电电压和输入电流进行DQ变换,然后进行锁相,数学运算相对比较复杂,对控制芯片要求高,同时控制架构采用外环电压环内环电流环的双闭环架构,控制响应相对比较快;同时可以对输入电流相位进行控制,实现无功调节;[图片][图片]仿真波形如下:[图片][图片]
数学运算这块都是仿真出来 ?实际当中怎么计算
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Richie_Li
LV.3
5
2021-04-14 09:27
@lihui710884923
数学运算这块都是仿真出来?实际当中怎么计算

这本书认真看一下,学着自己推导一次就会了;

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k6666
LV.9
6
2021-04-14 13:32
@Richie_Li
    DQ正交控制:相对于电流滞环控制要复杂得多,从控制架构可以看出来,需要对市电电压和输入电流进行DQ变换,然后进行锁相,数学运算相对比较复杂,对控制芯片要求高,同时控制架构采用外环电压环内环电流环的双闭环架构,控制响应相对比较快;同时可以对输入电流相位进行控制,实现无功调节;[图片][图片]仿真波形如下:[图片][图片]
这个正交控制的电路由仿真原图吗?这个图片看不清楚。学习学习看怎么设计的
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2021-04-14 17:40
楼主你好,LLC 部分有吗?做20KW的电源,LLC 需要几路并联?
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Richie_Li
LV.3
8
2021-04-15 09:36
@黑色星期天
楼主你好,LLC部分有吗?做20KW的电源,LLC需要几路并联?
正准备要写LLC部分,一般是做成上下半母线各一路,输出串联的比较常见
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lkings
LV.6
9
2021-04-16 21:31
@Richie_Li
这本书认真看一下,学着自己推导一次就会了;[图片]
这本书看起来有点历史
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Richie_Li
LV.3
10
2021-04-19 09:24
@lkings
这本书看起来有点历史
好书不怕旧
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郭专
LV.1
11
2021-04-19 12:39
讲的很详细,受益匪浅
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2021-04-19 13:57
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bake_ql
LV.5
13
2021-04-19 20:57
@Richie_Li
正准备要写LLC部分,一般是做成上下半母线各一路,输出串联的比较常见

这种结构有专利;好处是可以使用600V Si MOSFET,原边串联副边并联,控制上可以做的interleaving,副边刚好可以减小纹波,原边这种串联结构有益于均流;但需要做电压差控制以平衡二次侧均流;

还有结构可使用“I”字结构直接从Vienna输出两端取电,有点类似三电平结构也可以使用600V的管子;

再有直接SiC,1200V简单直接

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鲁珀特
LV.4
14
2021-04-20 11:00
@Richie_Li
    DQ正交控制:相对于电流滞环控制要复杂得多,从控制架构可以看出来,需要对市电电压和输入电流进行DQ变换,然后进行锁相,数学运算相对比较复杂,对控制芯片要求高,同时控制架构采用外环电压环内环电流环的双闭环架构,控制响应相对比较快;同时可以对输入电流相位进行控制,实现无功调节;[图片][图片]仿真波形如下:[图片][图片]
楼主  现在目前市面上就220V市电转低压DC这块有没有什么性价比高的PLL集成芯片。刚刚入门想自己做个玩一玩。
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2021-04-21 10:36

支持更新

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2021-04-22 22:31

VIENNA整流和普通二极管整流有啥区别?

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pzg1989
LV.4
17
2021-04-23 17:06

来学习大佬的经验

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frankL
LV.2
18
2021-05-07 14:36

仿真的实现最后都是应用,有没有实际例子介绍下,比较下这两种拓扑应用的对比?

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lkings
LV.6
19
2021-05-11 11:10

对于这种我只能说支持下更新,学习学习.

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lkings
LV.6
20
2021-05-11 11:10

对于这种我只能说支持下更新,学习学习.

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2021-05-11 12:17

不错,对维也纳结构加深了了解。

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吕先森
LV.2
22
2021-05-17 16:26

既然拓扑1的成本和后期维护都有优势,那拓扑2的主要应用场景是那些啊

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yujunice
LV.5
23
2021-05-29 11:28

反激拓扑的变压器是整流后的直流电储存能量吗?变化的电流电感才能储能吧?那直流怎么能使变压器储能?

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朝哥
LV.3
24
2021-06-04 20:39

三相跟两相主要有哪些区别

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tarrien
LV.2
25
2022-01-27 14:50

不错不错,很有收获!

 

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