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半桥变换器

半桥转换器是一种DC-DC转换器,它使用两个串联连接在直流源之间的半导体开关(通常是MOSFET或IGBT晶体管)。 其操作原理基于这些开关的交替切换以产生交变电压,然后将其转换为恒定输出。

半桥转换器的优点

*设计简单,有两个键,扼流圈和电容器。 这减少了元件的数量和印刷电路板的尺寸。
*能够在85-265V的宽输入电压范围内工作,无需多个次级绕组。
*与其他拓扑相比,由于导通和开关损耗降低,效率更高。
*能够为安全关键型应用提供输入和输出级之间的电气隔离。
*使用单个变压器级进行升压和降压功率转换的可能性。
*与桥式转换器相比,尺寸更小,比功率更高。

在Engee建模

让我们来看看这个设备在Engee的模型:

image.png

动力装置的仿真

我们将使用半桥(理想,开关)模块模拟转换器。 与传统电路不同,我们将采用两个恒定电压源(在Vdc模型中)代替电容器。

我们将使用脉冲发生器控制晶体管的打开和关闭。 为了演示,我们将只控制一个密钥,并始终保持另一个私密。 像任何电子产品一样,我们的转换器是加热的,热端口H用于计算耗散的热量。 值得注意的是,该块允许您单独考虑每个键的热效应。

热现象的解释

由于我们的转换器正在升温,我们可能很有趣地模拟产生的热量和设备温度的影响。 为此,半桥(理想,开关)单元具有热端口H。 可以通过选择"上、下设备的独立热端口"选项将热端口H拆分为两个分别连接到上、下交换设备的独立热端口。 如果分离用于上部和下部器件的热端口,则还可以通过选择选项"用于积分二极管的单独热端口"来分离用于每个开关器件的集成二极管的热端口。 上下开关器件具有相同的热参数。

模拟和结果

打开模型并运行仿真。:

In [ ]:
demoroot = @__DIR__
mdl = engee.open(joinpath(demoroot,"m6_half_bridge_simple.engee"))
result = engee.run(mdl);

让我们来看看负载上的电流和电压:

In [ ]:
using Plots

Ic = collect(result["Inductors current"]);
Vc = collect(result["Inductors Voltage"]);

p = plot(Ic.time,Ic.value, label = false, title = "负载电流", layout = (1,2))
p = plot!(Vc.time,Vc.value, label = false, title = "负载电压", subplot = 2)
Out[0]:

结论

在该项目中,考虑了半桥转换器及其优点。 接下来,该设备在Engee中建模。