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MA – Topologie des Dual-Invers-Wandlers

Untersuchung der Topologie des Dual-Invers-Wandlers als AC-Frontend mit PFC-Funktionalität

Kurzzusammenfassung

Ausgangspunkt der Arbeit ist die Idee der „Dual-Invers-PFC“ getauften Schaltung. Diese besteht aus zwei zusammengeschalteten Buck-Boost Wandlern, von denen je einer pro Netzhalbwelle aktiv ist. Am Anfang wird der zugrundeliegende Buck-Boost mit gängigen Mittelwertbetrachtungen in allen Betriebsmodi analysiert (kontinuierlicher und diskontinuierlicher Betrieb). Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird ein Modell im Zustandsraum eingeführt, mit dem die Übertragungsfunktionen berechnet werden. Dieses Modell ist auch in Simulink implementiert und um ein Verlustmodell erweitert. Mit diesem werden einfache Ansätze für eine PFC (power-factor-correction) Regelung getestet und ausgewertet. Das letzte Kapitel widmet sich einigen Punkten der Schaltung, die für die Hardwareumsetzung wichtig sind. Das Ergebnis der Überlegungen ist in einem vereinfachten Schaltplan zusammengefasst.

Abstract

Starting point of this Thesis is the idea of a so called „Dual-Invers-PFC“ converter topology. It basically consists of two buck-boost converters, one for the positive half wave of the AC-input and one for the negative one. As first step the basic buck-boost converter is analysed with classic averaging methods in all operation states (continuous and discontinuous). Based on these results, a state-space model is introduced to calculate transfer-functions. This state-space model is also used for implementing the converter in a Simulink simulation, including a model for losses. For testing the PFC (power factor correction) capabilities of the converter, some basic control loops are tested and analysed with this model. The last chapter is dedicated to problems, which may occur during the hardware implementation and proposes a schematic based on the previous discussion.

Bearbeiter: Oliver Fröhling

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Martin März

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März