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Vienna+llc整流器设计

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asd4330826
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助理工程师
  • 2018-4-22 12:30:56
从4月份开始学习关于VIENNA的相关拓扑,各种相关知识,脑子一片混乱的时候,想发写写相关的知识和思考,先从matlab仿真图下手。

微信截图_20180422122935.png (141.65 KB, 下载次数: 93)

微信截图_20180422122935.png
asd4330826
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LV3
助理工程师
  • 2018-4-22 14:08:36
 
PFC就是让THD降低的同时,PF也会接近于1。
相关硬件先做分析:DSP使用28035,使用开关管反向串联的 VIENNA 整流器拓扑。
上下母线电容各用三个耐压450v,220uf电容。桥臂驱动用STW48NM60N。驱动电路经过ACPL-P480光耦隔离后使用TPS2812进行功率驱动。直流侧和交流测电压采样使用900K电阻采集后通过连接器送往控制板,三相电流采集使用10毫欧采样电阻采集相电压,信号到控制板后使用运放进行隔离。
辅助电源使用TL2845B电源管理芯片分出各级电压,部分电位经过线性稳压生成。使用三路风扇进行散热,风扇驱动使用闭环控制。前级通过SPI,硬线I/O与后级LLC进行通讯。DSP所有驱动信号和串口通讯都通过74LVCX4245芯片隔离传输。

微信截图_20180422122935.png (48.07 KB, 下载次数: 47)

微信截图_20180422122935.png
powerniu
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高级工程师
  • 2018-4-23 08:35:26
 
赞一个!楼主是否方便把仿真文件发一下呀
asd4330826
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助理工程师
  • 2018-4-28 09:03:51
 
不发文件无人问津啊

VIENNA50kHz_SPWM_v2_800Vdc_4_16.zip

32.09 KB, 下载次数: 215, 下载积分: 财富 -2

powerniu
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高级工程师
  • 2018-5-1 16:31:17
 
哈哈哈   谢谢谢谢!现在维也纳拓扑论坛上基本没有完全讲完的,因为这个不像反激,LLC很多人在设计。玩大功率的工程师应该是小数部分(三相一般都是6KW以上),估计也都在忙着加班,希望楼主加油写完它,加油!!
cool007
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高级工程师
  • 2018-5-8 09:54:08
 
仿真打开报错啊,少好多文件吧
JustLee
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本网技师
  • 2018-12-27 08:31:56
 
感谢提供仿真文件,很有学习意义。请问为什么电流环的给定是负的,反馈是正的?
Axela_90
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本网技工
  • 2019-6-13 17:52:14
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多谢~~~
电不死的小强
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副总工程师
  • 2018-4-23 09:34:01
 
驱动电源怎么设计?
asd4330826
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助理工程师
  • 2018-4-23 11:16:32
 
辅助源吗??
asd4330826
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助理工程师
  • 2018-4-23 11:25:02
 
还在学习中。。
westbrook
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副总工程师
  • 2018-4-22 14:52:06
 
搬个板凳听课!
模块电源-小李
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本网技工
  • 2018-4-23 09:35:54
 
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
asd4330826
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助理工程师
  • 2018-4-23 11:17:31
 
整理了下  希望可以指教理解不对的地方。
PFC就是让THD降低的同时,PF也会接近于1。
相关硬件先做分析:DSP使用28035,使用开关管反向串联的 VIENNA 整流器拓扑。
上下母线电容各用三个耐压450v,220uf电容。桥臂驱动用STW48NM60N。驱动电路经过ACPL-P480光耦隔离后使用TPS2812进行功率驱动。直流侧和交流测电压采样使用900K电阻采集后通过连接器送往控制板,三相电流采集使用10毫欧采样电阻采集相电压,信号到控制板后使用运放进行隔离。
辅助电源使用TL2845B电源管理芯片分出各级电压,部分电位经过线性稳压生成。使用三路风扇进行散热,风扇驱动使用闭环控制。前级通过SPI,硬线I/O与后级LLC进行通讯。DSP所有驱动信号和串口通讯都通过74LVCX4245芯片隔离传输。
软件控制所需基本输入信号:Va,b,c三相相电压,Ia,b,c三相相电流,母线电压Vbus+和Vbus-。驱动信号:三路PWM波。
控制分为几个部分:锁相部分,电流环控制,调制波生成,调制波修正,外环直流母线电压控制。

锁相部分:将采集到的三相电压信号进行坐标变换,但是三相信号中包含正序,负序,零序。在电网有抖动时需要将正序分量分离出来锁相,这里用到的方法是全通滤波器(对于信号中心频率基本无衰减,就是会有T/4的延时),只取正序分量做dq变换。这样得到Vd,Vq。用Vq分量做PI调节,使Vd分量与电压矢量Us同相位(Vq=0).这时对输出的W0积分得到的角度作为反馈量和输出。对于电流也要进行park变换到dq下进行PI环路建立形成和电压同相位的调制波。

wangkaihn
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助理工程师
  • 2018-5-3 16:10:06
 
很对,锁相用的是软件算法吗,相不平衡或缺相时还能正确跟踪吗?另外,TI的controlSUITE套件里的例子中的控制并没看见相关的锁相算法,能帮忙解释一下吗?用其他非旋转坐标的方法能否实现控制
asd4330826
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LV3
助理工程师
  • 2018-9-3 11:39:02
 
总结下调试过程:(仅供参考)//控制环路如仿真文件
1:对电流实际采样值和环路输入值进行比较,保证采样输入正确。//从此到中点平衡环路加入之前,都应将母线中点和三相穆尼中点连接起来,以实现维也纳三相控制的解耦。
2:对过流保护,过压保护进行低阈值的测试,保证后面的环路测试的安全性。
3:开环测试,不加电流环(既不加Iq给定0的那个PI),不加电压环(不加电压限幅给定的PI,并且Id的PI也不加),既采集值变换过来的Id和Iq只需要加入实时的锁相角在反变换回来就可以输出了。
4:加入电流环,将Iq和Id的PI环路都加入进去,测试电流是否可以跟随电压,此时电压环还未加入。
5:加入总的母线电压控制环路,将电压的PI环路输出加入到Id给定中,控制电流矢量的大小,从而控制流如从上下端点流入正负母线的电流,以达到控制正负母线电容电压的目的。
6:加入中点平衡环路,参考为上下母线电压差值。具体参考附件论文(翻译不太好,可以看原文)

Space Vector Modulator for Vienna-Type RectifiersBased on the Equivalence Betwee.pdf

1.28 MB, 下载次数: 136, 下载积分: 财富 -2

asd4330826
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LV3
助理工程师
  • 2018-4-23 11:19:12
 
仿真不方便发。。。你懂的。。
asd4330826
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LV3
助理工程师
  • 2018-4-26 16:52:07
 

调制波生成/矢量合成:这里介绍两种方法:空间矢量法和调制法,
空间矢量:对于VIENNA大扇区的判断可以运用三相电流方向来判断,
小扇区的矢量组合选择运用冗余小矢量将每个小扇区平移至中间扇区,这样既可以运用七段式合成矢量,得到Vta,Vtb,Vtc,输出即是占空比。
调制法:运用之前生成的三相调制波,使用正负两个同相位的三角载波进行调制,可以得到其驱动占空比。

调制波修正:因为中点平衡的需要,我们应当对成对的冗余小矢量占比进行调节,方法1。通过叠加前面得到theta的三次谐波和一个偏移量detaD,可以自动调节其中点电流的流入和流出。
方法2.通过叠加一个dz在调制波上将双调制波转换成单调制波,调整dz可以改变中点电流的流入和流出,而dz是决定于正负母线电压的差值。这样可以就形成一个闭环PID控制中点电压。

yubofeng1
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副总工程师
  • 2018-4-28 13:46:39
 
厉害了,多讲讲控制,学习学习
lizlk
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版主
  • 2018-4-29 22:47:07
 
从这些帖子里面的内容可以看出来,你是一个理论很扎实的的高手,控制思路很清晰,一点都不含糊啊!能写出来这些东西,说明你研究的很透彻!
asd4330826
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助理工程师
  • 2018-5-2 10:59:20
 
http://bbs.sukaaceh.com/forum. ... &fromuid=390039 图片转载自

刚刚看完相关资料,想总结下,希望有大神指教下。
后级PLL的总结:首先看看LLC谐振的原理,在开关频率等于谐振频率的时候可以分为6个阶段:
1.上管关断,下管导通,电流只能在下面回路中流动,激磁电感上电压被钳位成n*Vout,Ls和Cr谐振,Ls电流也按照正弦变化,那么问题来了,为啥Cr上面电流和电压不是同相位啊???

143955726155cde68d5eeaf_small.jpg (21.93 KB, 下载次数: 19)

143955726155cde68d5eeaf_small.jpg

111.png (299.72 KB, 下载次数: 19)

有问题的图

有问题的图

LLC 电路基本原理分析及公式推导.pdf

836。6 KB, 下载次数: 71, 下载积分: 财富 -2

LLC原理

asd4330826
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助理工程师
  • 2018-5-2 21:22:40
 
参考百度经验
不管那么多了,现在要做变压器了,先来看看相关知识了。
变压器设计:
1.设计变压器横截面积:a=k(根号(P/*面积*/)),通常k取1.25,功率大的k相对应增加。

2.设计每匝感应电动势:E= 4.44*f*B*S*0.00000001
根据铁芯横截面积和硅钢片的质量而定,实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计数公式取值降低10%~15%。例如一只35w电源变压器,通常计算(中夕片取8500高斯)每伏应绕7匝,而实际只需每伏6匝就可以了,这样绕制后的变压器空载电流在25ma左右。通常适当减少匝数后,绕制出来的变压器不但可以降低内阻,而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦,还节省了成本,从而提高了性价比。

3.设计漆包线的线径:线径=最大电流/电流密度。
一般散热条件不太理想、环境温度比较高时,其漆包线的电流密度应取2a/mm2(线径)。如果变压器连续工作负载电流基本不变,但本身散热条件较好,再加上环境温度又不高,这样的漆包线取电流密度5a/mm2(线径),若变压器工作电流只有最大工作电流的1/2,这样的漆包线取电流密度3~3.5a/mm2(线径)。音频变压器的漆包线电流密度可取5~4a/mm2(线径)。这样因时制宜取材既可保证质量又可大大降低成本。

4.变压器激磁电感Lm的选定:根据fr2(Lm,Ls,Cr的谐振决定各负载下,开关频率对应的增益)的计算选定对应的激磁电感值,然后让供应商做对应参数的变压器。

总结下来就是:铁芯的截面积只能大不能小;适当减少每伏的匝数;详细分析负载情况;合理选用漆包线的规格。
muster
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本网技师
  • 2018-5-21 14:02:27
 
学习了
chaos2008
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副总工程师
  • 2018-5-8 10:44:47
 
空间矢量法会不会计算非常麻烦?我了解到一些厂商为了简单,通常用调制法
wangkaihn
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助理工程师
  • 2018-5-24 12:56:03
 
调制法确实简单,但是锁相环如何实现,是闭环还是开环,大部分用哪种?
asd4330826
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助理工程师
  • 2018-9-3 11:23:10
 
计算不麻烦吧,感觉如果时间够了,用空间矢量挺好的。详情看本论文第三章

www.cn-ki.net_7.5kW充电机三相三电平VIENNA整流器的研究与设计.pdf

4.55 MB, 下载次数: 154, 下载积分: 财富 -2

sandaowugezifu
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本网技师
  • 2018-12-28 22:04:51
 
楼主就是神,感谢你
gjtttt
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高级工程师
  • 2019-4-8 12:07:28
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卧槽,怎么感觉论文名字那么熟悉,这是我师兄的论文啊、、、、
cyf542
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本网技工
  • 2019-3-7 19:19:01
 
厉害的神人,搭建SIMULINK的仿真就知道需要耗费不少时间,正好结合理论好好学习。
另外请问一下,三相Vienna PFC一定需要dq变换和反变换吗?我看TI的DEMO上没有这个使用。
axin9337
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  • 2019-3-7 20:11:16
 
受教了,谢谢
Vincent521
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本网技师
  • 2019-3-20 16:26:29
 
欢迎加入vienna整流器讨论群551562851
robinshanlin
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本网技工
  • 2019-3-20 17:04:15
 
学习了
hyena
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  • 2019-3-21 17:33:23
 
回复增财富下载之
xying_01
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本网技师
  • 2019-3-25 10:56:33
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好贴 顶起来
男爵123
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好帖子,多谢分享
tzsw8
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本网技师
  • 2019-4-19 13:48:09
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感谢提供模型参考,自己的载波不会弄,看了很有启发
lynn_ricky
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研究中,,,,,
Ken_123
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谢谢分享~~~
shaohushanghai
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  • 2019-5-13 15:34:38
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谢谢分享
yafing
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  • 2019-6-10 16:59:34
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感谢那些无私奉献的大佬们,奈何积分不够啊。
yafing
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  • 2019-6-18 20:37:45
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感谢分享资料,正在开始学习中。
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