Ein im Zeitbereich arbeitendes automatisches Entwurfsverfahren für elektrische Filter

Übersicht

Der Entwurf von Glättungsfiltern in der Leistungselektronik erfolgt besser im Zeitbereich als im Frequenzbereich. Aus den bekannten Kirchhoffschen Gesetzen erhält man die Differentialgleichungen zur Beschreibung des Netzwerkes im Zustandsraum. Für die Lösung wird die Transitionsmatrix verwendet. Für periodische Eingangszeitfunktionen beliebiger Form werden die Anfangsbedingungen berechnet, die auf eine stationäre Lösung, d. h. auf einen solchen Periode wird ein Kriterium berechnet, mit dessen Hilfe unter Verwendung bekannter Optimierungsverfahren die Schaltung dimensioniert wird. Die stationäre Lösung wird für das Beispiel eines Sperrwandlers berechnet und diskutiert; für andere Filterkonfiguration wird jeweils die kritische (minimale) Induktivität berechnet.

Contents

Design of smoothing filters for power electronic applications can be realized better in time domain than in frequency domain. Using Kirchhoff's laws differential equations can be derived to describe the network in state space; the transition matrix is used for the solution. For arbitrary periodic input time functions initial conditions of all state variables are calculated which lead to the stationary solution. From the simulation of one period a criterion is determined. The minimization of this criterion leads to the optimal choice of design parameters. The stationary solution is calculated and discussed for specific chopper circuits. For other examples the critical (minimal) inductivity is determined.