Multirate modellering en simulatie van pulsbreedtegemoduleerde vermogensomzetters

Voedingsomvormers worden gebruikt in toepassingen waar een aanpassing van de frequentie of het spannings- of stroomniveau nodig is. Voorbeelden zijn adapters voor elektronische apparatuur en frequentieomvormers voor elektrische aandrijvingen. Zowel in de industrie als in huishoudelijke toepassingen worden tal van voedingsomvormende eenheden toegepast. Naarmate energie-efficiëntie en elektromagnetische compatibiliteit steeds relevanter worden, wint het simuleren van deze apparaten aan belang vanwege het vermogen om vermogensverliezen en elektromagnetische veldstraling in vroege stadia van het ontwerp te bestuderen en te voorspellen. De omvormer die in dit werk worden gebruikt, gebruiken vermogenstransistoren om periodiek de ingangsstroom in en uit te schakelen en hierdoor wordt het uitgangsvermogen van het kwadratisch gemiddelde (rms) geregeld. Het schakelen leidt tot een rimpelcomponent in de uitgangsspanning. Om dit te kunnen simuleren zijn computationeel dure transiënte berekingen nodig aangezien een zeer fijne resolutie nodig is om de rimpelingen op de juiste manier op te lossen. Het doel van dit onderzoek is om een efficiënte en nauwkeurige simulatie van voedingsomvormers en de apparaten die ze leveren te bekomen met behulp van een recent concept genaamd Multirate Partial Differential Equation (MPDE). De MPDE-benadering splitst het probleem op basis van de inherente tijdschalen op en behandelt ze met behulp van verschillende oplossingsprocedures. A-priori bekende eigenschappen van de oplossing, b.v. periodiciteiten, kunnen in rekening gebracht worden. Lineaire en niet-lineaire modellen, combinaties van verschillende model fideliteiten en meerfasige stroomomzetters zullen worden onderzocht.