Modelování a simulace rezonančních DC/DC měničů

Abstract

Tato diplomová práce pojednává o rezonančních měničích, které charakterizujeme jako běžné DC/DC měniče řízené pulzní šířkovou modulací, jejichž obvodové schéma je rozšířeno o obvodovou strukturu obsahující rezonanční prvky L a C. Takto vytvořený obvod umožňuje efektivního dosažení velmi nízkých spínacích ztrát.

V úvodu diplomové práce je rozebrána problematika měkkého spínání, která se zabývá metodami spínání v nule proudu (ZCS) a spínání v nule napětí (ZVS) včetně jejich vzájemného porovnání. V rozsáhlé kapitole teoretického rozboru jsou uvedeny jednotlivé struktury rezonančních DC/DC měničů, které můžeme rozdělit do tří základních skupin: klasické, kvazi-rezonanční, multi-rezonanční. Tato práce se věnuje měničům patřících do skupiny klasických. U jednotlivých kapitol popisujících rezonanční měniče je naznačen princip funkce, průběhy obvodových veličin, grafy zobrazující přenosové vlastnosti a dále jejich výhody a nevýhody.

Výsledkem této práce jsou vytvořené simulační modely v programu OrCAD/PSpice. Před samotnými simulacemi bylo nutné se seznámit jak s teoretickou problematikou, tak i metodami návrhu rezonančních měničů.

This thesis discusses about the resonant converters, which can be described as conventional DC/DC converters controlled by pulse width modulation, whose circuit diagram is extended by resonant structure containing resonant elements like L and C. Thus created circuit allows effectively achieve of very low switching power losses.

At the introduction of the thesis is analyzed the problem of soft switching, which deals with methods of zero current switching (ZCS) and zero voltage switching (ZVS), including their each other comparison. In a large section of theoretical analysis are given individual resonance structures DC/DC converters, which can be divided into three basic groups: classical, quasi-resonant, multi-resonant. This work is dedicated converters, which belongs to the group of classic. For individual chapters which describe resonant converters is implied principle of function, waveforms of peripheral variables, graphs showing transmission characteristics and their advantages and disadvantages.

The results of this work are simulations created in simulation environment OrCAD / PSpice. Before the simulations, it was necessary to become familiar with theoretical issues and methods of design of resonant converters.