Convertisseur et topologie DAB et Simulation PLECS

[Darthh]

Ma question est : La "switching frequency" est-elle bien la fréquence correspondant à la période entre mes curseurs ici, du signal de l'un des switch ? Auquel cas j'aurais bien 20 kHz, ou bien est-elle dans mon cas exactement 2 fois plus élevé ? (un interrupteur s'active tous les 1/40k s)
Dans tous les cas, même en testant avec une fréquence 2x plus faible, je n'arrive pas à obtenir les mêmes valeurs que l'auteur mais cette précision de la définition de fs me servirait bien.
J'ai ensuite essayé de procéder à un AC-sweep pour avoir la réponse fréquentielle du système comme le poursuis l'auteur. Et là je me confronte à des difficultés sur PLECS. Je n'arrive pas du tout à paramétrer correctement le menu de l'ac-Sweep. J'ai placé un bloc small perturbation et sur ma génération du phase shift et le bloc response sur Vout, mes les paramètres dans le menu AC-sweep restent nébuleux pour moi. Pour que le système tourne, j'ai placé les paramètres suivants tels que je les comprend :


modele.png
modele-51.png
modele-52.png
Simulation start time : temps du régime permanent
Termination tolerance : à 1 parce que mon système oscille pas mal en régime permanent et en dessous, le solveur ne l'identifie pas
Amplitude : petite pour rester dans le small signal
La réponse que j'obtiens est la suivante :
modele-54.png
On remarque que la réponse paraît assez erratique, surtout lorsque l'on compare avec l'auteur qui lui obtient quasiment un premier ordre (le rêve lol). Le fait que le système commence à s'exciter autour de la dizaine de KhZ ne m'étonne pas puisque l'on s'approche de la fréquence de commutation mais pourquoi cela n'apparaît pas dans la réponse de l'auteur. Même sans cela, pourquoi mon système paraît complètement fou, est-ce le réglage des paramètres du sweep ? (probablement mais dans ce cas comment le régler).
Voilà, j'aimerais avoir votre avis face à ces différences avec les résultats de l'auteur et le réglage de l'AC sweep, quelles sont vos idées ? Merci beaucoup d'avoir lu si vous l'avez fait et merci d'avance de votre aide
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[Darthh]

Bonjour,
Je suis ammené dans mes études à étudier la régulation de convertisseur MAB (multiple active bridge). Pour me familiariser avec ce type de topologie, j'ai donc commencé à étudier le convertisseur DAB. J'ai assez rapidement mis en place une commande de régulation de tension en simple phase shift (SPS, déphasage entre le full bridge primaire et secondaire) à l'aide d'un simple PI et une saturation. J'ai donc voulu passer sur une commande plus élaborrée et suis tombé sur cet article : S. Shao et al., "Modeling and Advanced Control of Dual-Active-Bridge DC–DC Converters: A Review," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 2, pp. 1524-1547, Feb. 2022, doi: 10.1109/TPEL.2021.3108157.
keywords: {Mathematical model;Reduced order systems;Integrated circuit modeling;Predictive models;Microgrids;Load modeling;Atmospheric modeling;DC–DC;dual active bridge (DAB);reduced-order model;generalized average model;discrete-time model;feedback control;feedforward control;model predictive control},

présentant une stratégie de commande du DAB.
Ayant eu par moi même beaucoup de difficultés à faire fonctionner "correctement" le DAB (surtout le filtre LC de sortie qui me donne des migraines, mais probablement parce que mon modèle était erroné de base), j'ai décidé de reprendre une "base saine" et prendre le modèle idéal complet présenté dans cet article page 5 :
modele-.png
Après m'être cassé la tête pour la génération des PWM avec les temps morts pour "parfaitement" coller aux paramètres de l'auteur, j'ai modélisé exactement le même système avec les mêmes valeurs sur PLECS :
modele-47.png
modele-48.png
Je n'arrive pas à le joindre au forum, ce qui est dommage, peut-être avez-vous des suggestions pour partager le fichier ? (.PLECS).
Dans cette partie, si je comprend bien, l'auteur cherche à comparer les différents modèles petit signal possibles du DAB pour linéariser le contrôle. Toutefois, malgré ma copie éhonté de tous les paramètres dont nous disposons dans ce document, je ne parviens pas à retrouver les mêmes valeurs que lui pour ce qui est des niveaux de tension (j'obtiens 110 V contre 180 V pour lui à phi=0.05 PU par exemple) mais aussi des diagrammes (j'y reviendrai après). J'ai donc pensé que ma définition de la fréquence de découpage était erroné et j'aimerais savoir ce que vous en pensez : l'idée de ma génération de PWM est assez simple : j'ai une horloge globale du système qui tourne à fclock=180*20 kHz, et un compteur de 0 à 360 qui s'incrémente à chaque changement d'état de l'horloge (à 2x fclock donc), je génère donc après simplement mes temps de début de pulse dans le cycle du compteur comme je le souhaite et avec le déphasage directement en degré que je peux régler à ma guise (suffit de retarder le temps de départ). J'ai donc par exemple ces signaux de génération pour le bras au primaire :
modele-49a.png


... suite au prochain message - on ne peut avoir que 5 PJ par post...

[Antoane]

Bonjour,

Le DAB a un simple condensateur en sortie -- comme visible sur ta simu -- pas un LC. Les inductances parasites sont à oublier dans un premier temps.

As-tu déjà pu le simuler en boucle ouverte et vérifier la fct de transfer de puissance en fonction du dépahasage?
> j'obtiens 110 V contre 180 V pour lui à phi=0.05 PU par exemple
Vérifie les pu vs rad vs °. Cette équation est simple et connue, il n'y a pas d'erreur possible -- du moins pas de cet ordre.

As-tu testé les tutoriels de simulation de fonctions de transfert offers par PLECS, p. ex. https://www.plexim.com/content/demo-...analysis-tools

Le papier en question : https://backend.orbit.dtu.dk/ws/file...s_A_Review.pdf

[Darthh]

Bonjour, merci pour votre réponse !
Oui effectivement, je parlais d'autres montages que j'avais essayé et sur lesquels je voulais avoir un filtrage plus costaud.
J'ai effectivemenet fait le calcul de la fonction de transfert de la puissance en fonction du déphasage, et même de la tension de sortie en fonction du déphasage puisque j'ai une charge purement résistive et je tombe bien sur 183V exactement comme sur ma simu pour le déphasage que j'ai choisi (alléluia).
Effectivement, j'ai pensé à la définition du déphasage de l'auteur; J'ai initialement pensé que le phi en question était sur une unité de 2pi mais ayant vu que ça ne fonctionnait pas j'ai testé presque toutes les solutions imaginables je pense : la valeur directement en radian ou en degré (même s'il n'a pas écrit d'unité après), sur une unité de pi, de pi/2 dans les limites de contrôle classiquement utilisé du DAB mais aucun ne donne les valeurs qu'il propose.... Y-a-t-il quelque chose que je n'ai pas bien compris ? Ou bien est-ce bien lui qui n'est pas clair dans son montage ?
J'ai effectivement testé cette exemple fourni par PLECS... Seulement on utilité est très limité dans la mesure où les paramètres sont laissés par défaut dans le menu du AC-Sweep et ça parait fonctionner miraculeusement ce qui n'est pas le cas dans mon montage...
Quid des fréquences approchant les 10 kHz, ne devrait-il pas commencer à avoir des phénomènes dans le diagramme à l'approche de la fréquence de découpage ?
Merci beaucoup pour votre réponse

[A voir en vidéo sur Futura]