摘要:阐述UPS逆变器的频域摸型分析,以MATLAB对UPS的环路进行模拟分析及实验验证。此分析有助于设计者对UPS逆变器电路的理解,并用于分析系统稳定度。 |
因为三角波频率很高(约20kHz),而Uc大约为50Hz或60Hz,因此,对拍一周的三角波而言,Uc可视为直流电压,如图5所示。图中Uoffset理想上可视为0。而由几何的分析,很容易介析出D=Ton/Ts=Uc/Utri。
对PWM调制器的数学模型来说,只要考虑PWM调制器的输出及输入电压特性做模型分析即可知道,其数学模型恰恰是三角波电压的倒数。
在PWM调制器的模型中,输入为Uc,输出为D,D=Ton/Ts。
图5经PWM调制后补偿器的输出电压和三角波电压
5.变压器、输出滤波器及负载的模型分析
变压器、变压器、输出滤波器及负载的线路模型如图6(a)所示。其中,变压器的升压比由实际的电压测试得到为2.77倍(设Kxfmr=2.77)。电感器由LCR测试仪测得其电阻值及电感值分别为Rd=1.067Ω及L=5mH。输出滤波器的电容值测得为C=60μF,由于电容器的串联电阻值影响到输出滤波器的阻尼因数大小,因此也不能忽视。我们测出其Resr=0.086Ω。而负载可用电阻来表示,只是空载和满载的电阻大小足不同的。假设负载电阻为RL,可以导出其传递函数如下(空载时,负载电阻无穷大,取极限值可得空载的传递函数):
空载时:
图6(b)和(c)是空载与满载时,经由HP3562频率响应测试仪测得的频域相应图形。从图中可以看出满载的阻尼是较大的,但谐振频率点并没有改变,约在285Hz。
(b)空载时实测的频域响应图
(c)满载时实测的频域响应图
图6频域模型及其响应图