Analysis of methods for automated research of dc voltage converters of modular structure

Abstract

EN: Context. DC voltage converters (DCV) are part of modern power supply systems (PSS) and power supply ensuring the operation of electronic and radio devices, telecommunication systems and communication and to a large extent determine their power consumption, reliability, time of readiness for operation, weight, size and cost indicators. Even though there are a large number of different software packages used in engineering practice for the study and design of radio engineering devices, such computer-aided design (CAD) systems and virtual computer simulation of electronic circuits have some limitations that do not allow to quickly carry out the entire complex of studies of DCV required for the analysis of electrical processes in various operating modes. Objective. In this section, the goal is to select the most suitable methods and algorithms that allow the development of software necessary for solving the problems of research and analysis of electrical processes for select energy parameters of the DCV of a modular structure in a separate power channel (PWC). Method. The paper proposes a method that consists in using mathematical models describing electrical processes in DC voltage converters and creating, on the basis of the developed calculation algorithms, specialized software for the automated study of electrical processes in the DCV of a modular structure using a computer. Results. The paper discusses the main methods of automated research of radio engineering devices, which can be used to analyze the electrical processes of pulsed DC voltage converters of a modular structure. Algorithms of calculation are given and, as an example, some results of automated research obtained using this method. Conclusions. The analysis of the known methods of automated research of DC voltage converters of modular structure is carried out. Their advantages and disadvantages are given. It is shown that the most suitable method is based on the use of mathematical models describing electrical processes in DC voltage converters of this type. On the basis of the mathematical models presented in the second section of the work, algorithms and specialized software have been developed that allow them to be widely used in the automated research and design of modular-structured DC voltage converters. UK: Актуальність. Перетворювачі постійної напруги (ППН) входять до складу сучасних систем електроживлення (СЕЖ) та електропостачання, забезпечуючи роботу електронних та радіотехнічних пристроїв, телекомунікаційних систем та апаратури зв’язку, значною мірою визначаючи їх енергоспоживання, надійність, час готовності до роботи, масо-габаритні та вартісні показники. Незважаючи на те, що в інженерній практиці використовується велика кількість різних пакетів програм для дослідження та проектування радіотехнічних пристроїв, такі системи автоматизованого проектування (САПР) та віртуального комп’ютерного моделювання електронних схем мають деякі обмеження, що не дозволяють швидко провести весь комплекс досліджень ППН, необхідний для аналізу електричних процесів за різних режимів роботи апаратури. Ціль. В даному розділі метою є вибір найбільш підходящих методів та алгоритмів, що дозволять розробити програмне забезпечення, необхідне для вирішення завдань дослідження та аналізу електричних процесів та енергетичних параметрів ППН модульної структури в окремо взятому силовому каналі (СК). Метод. В роботі запропонований метод, який полягає у використанні математичних моделей, що описують електричні процеси в перетворювачах постійної напруги і створенні на базі розроблених алгоритмів розрахунку, спеціалізованого програмного забезпечення для автоматизованого дослідження електричних процесів в ППН модульної структури за допомогою ЕОМ. Результати. В роботі розглянуті основні методи автоматизованого дослідження радіотехнічних пристроїв, які можна використовувати для аналізу електричних процесів імпульсних перетворювачів постійної напруги модульної структури. Наведено алгоритми розрахунку і, як приклад, деякі результати автоматизованого дослідження, отримані при використанні даного методу. Висновки. Проведено аналіз відомих методів автоматизованого дослідження перетворювачів постійної напруги модульної структури. Наведено їх переваги та недоліки. Показано, що найбільш підходящим є метод, заснований на використанні математичних моделей, що описують електричні процеси в перетворювачах постійної напруги даного типу. На основі наведених у другому розділі роботи математичних моделей, були розроблені алгоритми і спеціалізоване програмне забезпечення, які дозволяють широко їх використовувати при автоматизованому дослідженні і проектуванні перетворювачів постійної напруги модульної структури.