（PSIM仿真）从零开始设计BOOST数字控制器

211LIRUISHUO

设计要求：
输入锂电池电压：46~52V
输出：72V，2KW；

BOOST电感设计:
(按电流纹波20%，输出电压纹波0.25V，开关管频率20KHz计算)
根据-->△I=Uin/L*(Uout-Uin)/Uout*Ts
-->Lmin=Uin*(Uout-Uin)/Uout/△I*Ts=0.095mL
根据-->△W= C*(V1^2-V2^2)/2
-->Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388uF
搭建电路（如图1）

211LIRUISHUO

搭建控制环路
（初步先搭建电压环，后续完善系统可以在添加电流环）
//****************Boost电压环PID参数********************//
double Boost_u_PID;
double Boost_u_ref=72;
double U_bat=46;

const double  Boost_u_K1=0.105;
const double  Boost_u_K2=0.1;

double Boost_u_Error0=0;
double Boost_u_Error1=0;


//******************采样计算********************//
if(Time_200KHz==5/clock)  //200KHz
    {
         Time_200KHz=0;
         Boost_u=in[0];
         Boost_u_20KHz=Boost_u_20KHz*9/10+Boost_u/10;
        }

//*******************Boost电压环************************//
if(Time_20KHz==50/clock)  //20KHz
    {
  Time_20KHz=0;

Boost_u_Error1 = Boost_u_Error0;
Boost_u_Error0 = Boost_u_ref - Boost_u_20KHz;
Boost_u_PID+=Boost_u_Error0*Boost_u_K1 -Boost_u_Error1*Boost_u_K2;
//PID计算式，更改系数以获得理想的输出

if(Boost_u_PID<0)
   Boost_u_PID=0;
if(Boost_u_PID>100)
   Boost_u_PID=100;    //限幅

//********************PWM驱动计算*********************//
PWM=(Boost_u_PID)/U_bat/fs;
out[0]=PWM;
    }
//*****************************************************//

211LIRUISHUO

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-16 10:56
搭建控制环路
（初步先搭建电压环，后续完善系统可以在添加电流环）
//****************Boost电压环PID参数 ...

验证环路设计参数

1、观看输出是否可控；

2、观察电感电流是否符合设计要求；

NIC

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-16 10:57
验证环路设计参数

1、观看输出是否可控；

楼主厉害，顺便问一下有没有搭过SVG和APF模型阿

ibichao

psim很厉害，顶一下

sunbest80

厉害，学习一下

211LIRUISHUO

NIC 发表于 2018-5-16 12:08
楼主厉害，顺便问一下有没有搭过SVG和APF模型阿

SVG和APF是什么东西？

dadian

学习了，可以用来设计开关电源了

fjourdev

这是设计IC的节奏？顶下 不敢说学习了  呵呵

211LIRUISHUO

dadian 发表于 2018-5-16 13:50
学习了，可以用来设计开关电源了

最开始学仿真就是为了设计开关电源的，我有其他帖子是开关电源设计的

go2deathward

有理有据

NIC

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-16 14:57
最开始学仿真就是为了设计开关电源的，我有其他帖子是开关电源设计的  ...

无功补偿和谐波治理的产品，跟并网逆变器原理有点类似吧

211LIRUISHUO

NIC 发表于 2018-5-16 16:59
无功补偿和谐波治理的产品，跟并网逆变器原理有点类似吧

具体要实现什么参数，是不是可以理解为三相并网逆变器，通过检测到市电有很大无功，就发无功补偿？

powerlabor001

继续mark，psim的设计。

ziziy

看G1波形占空比是0.4，为什么这样取，还有一个疑问我用Gating Block频率设成跟楼主一样的.得出的电压是76.8v

211LIRUISHUO

ziziy 发表于 2018-5-16 22:00
看G1波形占空比是0.4，为什么这样取，还有一个疑问我用Gating Block频率设成跟楼主一样的.得出的电压是76.8 ...

Uout=uin/(1-D),输出72，输入46，占空比差不多0.4多，正常
另外问题听不懂，请描述清楚点

lj123456

楼主厉害，向你学习下

kydl2345

楼主是仿真达人   mark一下

kydl2345

楼主是仿真达人   mark一下

kydl2345

楼主是仿真达人   mark一下

MYQQ2018

Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388uF
这个公式里面V1和V2是指52V和46V吗，为什么我代入进去，算出来的结果相差巨大？谢谢

211LIRUISHUO

MYQQ2018 发表于 2018-5-17 09:24
Cmin=2*△W/(V1^2-V2^2)=P/2*Ts/(V1^2-V2^2)=1388uF
这个公式里面V1和V2是指52V和46V吗，为什么我代入进去 ...

V1=72， V2=72+0.25（输出纹波）

ziziy

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-17 08:18
Uout=uin/(1-D),输出72，输入46，占空比差不多0.4多，正常
另外问题听不懂，请描述清楚点 ...

那个我意思是用PSIM里面的自带的门极驱动管频率出来的电压有差别，可能占空比调的不准吧。
另外我想问问楼主上面电感是怎么计算的 ，我什么我算出来是0.0095mL.下面的△w公式怎么得来的

211LIRUISHUO

ziziy 发表于 2018-5-17 09:43
那个我意思是用PSIM里面的自带的门极驱动管频率出来的电压有差别，可能占空比调的不准吧。
另外我想问问 ...

你驱动波形是通过展开去测量的，会失真；
△W是粗略估算的，假如占空比是0.5，那么在Boost电感充电时，后级靠的是电容在维持，按照这样的思维去估算的
电感算出来是0.095mH没错呀

ziziy

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-17 09:56
你驱动波形是通过展开去测量的，会失真；
△W是粗略估算的，假如占空比是0.5，那么在Boost电感充电时， ...

哦这样的。
但是电感计算上，Lmin=Uin*(Uout-Uin)/Uout/△I*Ts=0.095mL。不太明白这里的△I是指什么。根据伏秒平衡和电感平均电流计算Lmin=Vin*D*(1-D)/(2*Io)*Ts算出来是0.009mH左右的电感值。

211LIRUISHUO

ziziy 发表于 2018-5-17 10:27
哦这样的。
但是电感计算上，Lmin=Uin*(Uout-Uin)/Uout/△I*Ts=0.095mL。不太明白这里的△I是指什么。根 ...

(按电流纹波20%，输出电压纹波0.25V，开关管频率20KHz计算)
△I是电感纹波

ziziy

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-17 10:55
(按电流纹波20%，输出电压纹波0.25V，开关管频率20KHz计算)
△I是电感纹波

Lmin=Uin*(Uout-Uin)/Uout/△I*Ts=46*（72.25-46)/72.25*0.00005/△I   ；△I=Io/(1-D)*1.2=135.89；
结果算出来是6.14uH， 怎么算也算不出来0.09mH啊

jack_yu

进来学习，谢谢楼主！

211LIRUISHUO

ziziy 发表于 2018-5-17 11:28
Lmin=Uin*(Uout-Uin)/Uout/△I*Ts=46*（72.25-46)/72.25*0.00005/△I   ；△I=Io/(1-D)*1.2=135.89；
结 ...

△I=P/uin*20%=2000/46*0.2=8.695652173;

szmachine

进来学习，谢谢楼主

NIC

211LIRUISHUO 发表于 2018-5-16 17:22
具体要实现什么参数，是不是可以理解为三相并网逆变器，通过检测到市电有很大无功，就发无功补偿？ ...

SVG就是检测基波无功含量，通过逆变电路产生相应的无功电流给电网进行补偿，而APF是检测谐波含量，产生电流抵消电网中的谐波

king_cd_126

下载了，学习学习