Average-Value DC-DC Converter

평균값 DC-DC 컨버터

라이브러리:
Simscape / Electrical / Semiconductors & Converters / Converters

설명

Average-Value DC-DC Converter 블록은 제어된 평균값 DC-DC 컨버터를 나타냅니다. 듀티 사이클을 제공하여 블록을 벅 컨버터, 부스트 컨버터 또는 벅-부스트 컨버터로 프로그래밍할 수 있습니다. 다음 다이어그램은 듀티 사이클을 입력으로 사용하는 블록의 등가 회로를 보여줍니다. 이 컨버터에는 제어 전류원과 제어 전압원이 포함되어 있습니다. 듀티 사이클, 전류 기준 또는 전압 기준 포트를 제어 입력으로 사용하여 컨버터 양쪽의 연결된 컴포넌트 간에 전기 에너지를 변환할 수 있습니다.

방정식

제어 입력 파라미터를 듀티 사이클로 설정할 경우 입력 전류와 출력 전압은 듀티 사이클의 함수이며 컨버터 유형에 따라 달라집니다.

전압 및 전류 방정식

컨버터 유형	출력 전압, $v_{2}$	입력 전류, $i_{1}$
벅	$v_{2} = D u t y C y c l e \cdot v_{1}$	$i_{1} = D u t y C y c l e \cdot i_{2}$
부스트	$v_{2} = \frac{v_{1}}{1 - D u t y C y c l e}$	$i_{1} = \frac{i_{2}}{1 - D u t y C y c l e}$
벅-부스트	$v_{2} = \frac{D u t y C y c l e \cdot v_{1}}{1 - D u t y C y c l e}$	$i_{1} = \frac{D u t y C y c l e \cdot i_{2}}{1 - D u t y C y c l e}$

제어 입력 파라미터를 전류 기준으로 설정할 경우 컨버터는 출력 전류를 설정하고 전압을 계산합니다.

마찬가지로 제어 입력 파라미터를 전압 기준으로 설정할 경우 컨버터는 출력 전압을 설정하고 전류를 계산합니다.

변수

R2025a 이후

초기 목표값과 공칭 값 섹션을 활성화하려면 구현 모드 파라미터를 평균값으로 설정합니다.

시뮬레이션 전에 블록 변수의 우선 순위와 초기 목표값을 설정하려면 블록 대화 상자 또는 속성 인스펙터에서 초기 목표값 섹션을 사용합니다. 자세한 내용은 Set Priority and Initial Target for Block Variables 항목을 참조하십시오.

공칭 값은 모델에서 변수의 예상 크기를 지정하는 방법을 제공합니다. 공칭 값을 기반으로 시스템 스케일링을 사용하면 시뮬레이션 강인성이 향상됩니다. 블록 대화 상자 또는 속성 인스펙터에서의 공칭 값 섹션을 비롯한 다른 소스를 사용하여 공칭 값을 지정할 수 있습니다. 자세한 내용은 System Scaling by Nominal Values 항목을 참조하십시오.

제한 사항 및 가정

입력 전압은 양수입니다.
모든 컨버터 유형은 입력과 출력에 동일한 극성을 사용합니다.

예제

평균값 DC-DC 컨버터 제어

이 예제에서는 벅-부스트 컨버터의 출력 전압을 제어하는 방법을 보여줍니다. 듀티 사이클을 조정하기 위해 Control 서브시스템은 PI 기반 제어 알고리즘을 사용합니다. 평균값 DC-DC 컨버터 모델은 시뮬레이션 속도를 높이는 데 사용됩니다. 입력 전압과 시스템 부하는 시뮬레이션 과정 전체에서 일정하게 유지됩니다. 총 시뮬레이션 시간(t)은 0.25초입니다. t = 0.15초에서 전압 기준이 변경되고 시스템은 벅 모드에서 부스트 모드로 전환됩니다.

모델 열기

Linearize DC-DC Converter Model

Linearize a model of a DC-DC converter using averaged switching or an average-value converter.

R2023b 이후
라이브 스크립트 열기

포트

보존

모두 확장

DutyCycle — 듀티 사이클
물리적 | 스칼라

듀티 사이클과 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 제어 입력을 듀티 사이클로 설정합니다.

데이터형: double

Iref — 전류 기준
물리적

전류 기준과 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 제어 입력을 전류 기준으로 설정합니다.

데이터형: double

Vref — 전압 기준
물리적

전압 기준과 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 제어 입력을 전압 기준으로 설정합니다.

데이터형: double

1+ — 양의 DC 전압 1
전기 | 스칼라

첫 번째 DC 전압의 양의 단자와 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

데이터형: double

1- — 음의 DC 전압 1
전기 | 스칼라

첫 번째 DC 전압의 음의 단자와 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

데이터형: double

2+ — 양의 DC 전압 2
전기 | 스칼라

두 번째 DC 전압의 양의 단자와 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

데이터형: double

2- — 음의 DC 전압 2
전기 | 스칼라

두 번째 DC 전압의 음의 단자와 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

데이터형: double

파라미터

모두 확장

구현 모드 — 컨버터의 구현 모드
`동작` (디폴트 값) | `평균값`

R2025a 이후

컨버터의 구현 모드를 지정하는 옵션입니다. 인버터 상태 변수를 제어하려면 이 파라미터를 평균값으로 설정합니다. 동특성 없이 빠르게 시뮬레이션하려면 이 파라미터를 동작으로 설정합니다.

컨버터 유형 — 컨버터 유형
`벅 컨버터` (디폴트 값) | `벅-부스트 컨버터` | `부스트 컨버터`

컨버터 유형입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 제어 입력을 듀티 사이클로 설정하거나 구현 모드를 평균값으로 설정합니다.

제어 입력 — 제어 입력
`듀티 사이클` (디폴트 값) | `전류 기준` | `전압 기준`

양측 간에 전기 에너지를 변환하기 위한 제어 입력을 지정합니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 동작으로 설정합니다.

컨버터 효율 — 컨버터 효율 파라미터화
`상수` (디폴트 값) | `테이블 형식`

컨버터 효율의 파라미터화를 지정합니다. 테이블 형식을 선택할 경우 전도 손실은 제공된 출력 전류에 따라 달라집니다.

참고

테이블 형식 효율의 경우 외삽 방법은 최근접이웃입니다. 따라서 효율은 효율 벡터(%) 파라미터의 최댓값을 초과하거나 최솟값 아래로 내려가지 않습니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 동작으로 설정합니다.

효율(%) — 컨버터 효율
`100` (디폴트 값) | 양의 스칼라

컨버터 효율(단위: 백분율)입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 동작으로 설정하고, 컨버터 효율을 상수로 설정합니다.

출력 전류 벡터 — 출력 전류 벡터
`[0, 2, 5]` `A` (디폴트 값) | 적어도 2개의 요소로 구성된 행 벡터

출력 전류 벡터입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 동작으로 설정하고, 컨버터 효율을 테이블 형식으로 설정합니다.

효율 벡터(%) — 효율 벡터
`[90, 95, 98]` (디폴트 값) | 적어도 2개의 요소로 구성된 행 벡터

출력 전류 벡터에 지정된 각 출력 전류에 대한 효율 벡터(단위: 백분율)입니다. 이 파라미터는 출력 전류 벡터와 크기가 같아야 합니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 동작으로 설정하고, 컨버터 효율을 테이블 형식으로 설정합니다.

인덕턴스 — 인덕턴스
`1e-6` `H` (디폴트 값) | 양의 스칼라

R2025a 이후

인덕턴스입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 평균값으로 설정합니다.

인덕터 직렬 저항 — 인덕터의 직렬 저항
`0Ohm` (디폴트 값) | 음이 아닌 스칼라

R2025a 이후

인덕터의 직렬 저항입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 평균값으로 설정합니다.

커패시턴스 — 커패시턴스
`1e-7F` (디폴트 값) | 양의 스칼라

R2025a 이후

커패시턴스입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 평균값으로 설정합니다.

커패시터의 유효 직렬 저항 — 커패시터의 직렬 저항
`1e-6Ohm` (디폴트 값) | 음이 아닌 스칼라

R2025a 이후

커패시터의 직렬 저항입니다.

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 구현 모드를 평균값으로 설정합니다.

확장 기능

모두 확장

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2018b에 개발됨

모두 확장

R2025a: 양방향 전력 흐름 지원 및 LC 동특성 모델링

Average-Value DC-DC Converter 블록은 이제 양방향 전력 흐름을 지원합니다. 컨버터의 LC 동특성도 모델링할 수 있습니다. LC 동특성을 모델링하려면 구현 모드 파라미터를 평균값으로 설정합니다. 이 옵션을 선택하면 인덕턴스와 커패시턴스를 포함한 LC 파라미터가 표시됩니다.

참고 항목

도움말 항목

전력전자 컨버터를 모델링하기 위한 블록 선택

교육 관련 자료

Power Electronics (MathWorks Teaching Resources)

Average-Value DC-DC Converter

설명

방정식

변수

제한 사항 및 가정

예제

평균값 DC-DC 컨버터 제어

Linearize DC-DC Converter Model

포트

보존

DutyCycle — 듀티 사이클 물리적 | 스칼라

종속 관계

Iref — 전류 기준 물리적

종속 관계

Vref — 전압 기준 물리적

종속 관계

1+ — 양의 DC 전압 1 전기 | 스칼라

1- — 음의 DC 전압 1 전기 | 스칼라

2+ — 양의 DC 전압 2 전기 | 스칼라

2- — 음의 DC 전압 2 전기 | 스칼라

파라미터

구현 모드 — 컨버터의 구현 모드 동작 (디폴트 값) | 평균값

컨버터 유형 — 컨버터 유형 벅 컨버터 (디폴트 값) | 벅-부스트 컨버터 | 부스트 컨버터

종속 관계

제어 입력 — 제어 입력 듀티 사이클 (디폴트 값) | 전류 기준 | 전압 기준

종속 관계

컨버터 효율 — 컨버터 효율 파라미터화 상수 (디폴트 값) | 테이블 형식

종속 관계

효율(%) — 컨버터 효율 100 (디폴트 값) | 양의 스칼라

종속 관계

출력 전류 벡터 — 출력 전류 벡터 [0, 2, 5] A (디폴트 값) | 적어도 2개의 요소로 구성된 행 벡터

종속 관계

효율 벡터(%) — 효율 벡터 [90, 95, 98] (디폴트 값) | 적어도 2개의 요소로 구성된 행 벡터

종속 관계

인덕턴스 — 인덕턴스 1e-6 H (디폴트 값) | 양의 스칼라

종속 관계

인덕터 직렬 저항 — 인덕터의 직렬 저항 0Ohm (디폴트 값) | 음이 아닌 스칼라

종속 관계

커패시턴스 — 커패시턴스 1e-7F (디폴트 값) | 양의 스칼라

종속 관계

커패시터의 유효 직렬 저항 — 커패시터의 직렬 저항 1e-6Ohm (디폴트 값) | 음이 아닌 스칼라

종속 관계

확장 기능

C/C++ 코드 생성 Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2025a: 양방향 전력 흐름 지원 및 LC 동특성 모델링

참고 항목

도움말 항목

교육 관련 자료

DutyCycle — 듀티 사이클
물리적 | 스칼라

Iref — 전류 기준
물리적

Vref — 전압 기준
물리적

1+ — 양의 DC 전압 1
전기 | 스칼라

1- — 음의 DC 전압 1
전기 | 스칼라

2+ — 양의 DC 전압 2
전기 | 스칼라

2- — 음의 DC 전압 2
전기 | 스칼라

구현 모드 — 컨버터의 구현 모드
`동작` (디폴트 값) | `평균값`

컨버터 유형 — 컨버터 유형
`벅 컨버터` (디폴트 값) | `벅-부스트 컨버터` | `부스트 컨버터`

제어 입력 — 제어 입력
`듀티 사이클` (디폴트 값) | `전류 기준` | `전압 기준`

컨버터 효율 — 컨버터 효율 파라미터화
`상수` (디폴트 값) | `테이블 형식`

효율(%) — 컨버터 효율
`100` (디폴트 값) | 양의 스칼라

출력 전류 벡터 — 출력 전류 벡터
`[0, 2, 5]` `A` (디폴트 값) | 적어도 2개의 요소로 구성된 행 벡터

효율 벡터(%) — 효율 벡터
`[90, 95, 98]` (디폴트 값) | 적어도 2개의 요소로 구성된 행 벡터

인덕턴스 — 인덕턴스
`1e-6` `H` (디폴트 값) | 양의 스칼라

인덕터 직렬 저항 — 인덕터의 직렬 저항
`0Ohm` (디폴트 값) | 음이 아닌 스칼라

커패시턴스 — 커패시턴스
`1e-7F` (디폴트 값) | 양의 스칼라

커패시터의 유효 직렬 저항 — 커패시터의 직렬 저항
`1e-6Ohm` (디폴트 값) | 음이 아닌 스칼라

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.