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混动汽车充电电源仿真

功能简述

根据目标系统的特征,在Saber软件环境中完成了整个充电电源设计的虚拟样机模型。开发了功率管ixfk26n90的精确模型。针对用户关注的重点问题,进行了仿真分析。从仿真以及后续的实物测试结果看,两者在关键问题上的结果接近,表明Saber软件所建立的虚拟样机模型能够在设计过程中迅速、有效的解决设计人员所关注的设计问题;极大的提高了设计效率,避免设计缺陷;减少设计、测试、实验的循环次数、缩短开发周期、降低设计成本。

主要解决的问题

1.主功率回路拓扑设计验证

电源采用推挽升压式升压结构,输入侧采用LEM采样输入电流,并算法中设置输入电流限流环节,确保输出过载或短路时能够保护输入侧的发电机。 实际测试时发现电源启动过程中会出现大的电流尖峰,并且尖峰最大值能超过输入限流95A的设置,表明设计中存在限流不可控的风险。因此需要从主功率回路和控制算法两个层面进行考虑,对设计进行优化,确保输入侧限流设置的有效性。

2.电源的稳压精度及带载能力

充电电源系统的负载是电池,其输出电压范围350V-520V,输入电压为13.35-15.15VDC,开关工作频率为100KHz,设计人员想要知道设计是否能在常用工况下(15.15V输入370V/1.4KW输出)满足设计要求,并且观察该工况下功率管开关的动态工作过程。

案例实施过程简述

1.开环电路的建模、仿真与分析

根据已掌握的信息,建立充电电源系统的开环仿真模型。

设定输入电压VIN为15.15V, 负载阻抗为500Ω/100Ω/100Ω, 分别仿真系统在占空比为0.3, 0.5, 0.8 的情况下,系统开环的工作情况。重点观察输入/输出电压和电流以及推挽MOS的电压和电流情况。

2.闭环电路的建模、仿真与分析

根据已掌握的信息,建立充电电源系统的闭环仿真模型。

设定输入电压VIN为15.15V, 负载阻抗为100Ω,仿真系统的启动及稳态工作过程,系统闭环的工作情况。

重点观察输入/输出电压和电流以及推挽MOS的电压和电流情况。

案例总结

在设计初期通过在Saber软件环境中建立目标系统的虚拟样机模型,并针对设计人员关注的重点问题进行仿真分析。帮助设计人员解决了所关注的重点技术问题,发现了原有设计方案中的缺陷,验证了目标系统中的关键性能参数。有效的帮助设计人员在设计初期缺乏实物样机的情况下,完成了目标系统的精确设计和验证,避免了设计缺陷造成的损失,获取了大量精确的设计数据,缩短了设计周期,降低了实验测试成本。

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