稳流型开关电源控制系统研究
tl494场效应管稳压稳流电路_概述说明以及解释
tl494场效应管稳压稳流电路概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在电子设备和电路设计中，稳压稳流电路是至关重要的组成部分之一。
TL494场效应管稳压稳流电路作为一种常见的稳流、稳压解决方案，具有广泛的应用领域。
本文将对TL494场效应管稳压稳流电路进行概述说明以及解释，旨在帮助读者更好地理解该电路的原理和工作方式，并探讨其优点、不足以及未来的研究方向。
1.2 文章结构本文共包含5个章节。
在引言部分，我们将给出文章的概述，并介绍文章结构和目的。
接下来，第二章将详细介绍TL494芯片的基本特点和功能，以及场效应管的原理和特性。
第三章将对TL494场效应管稳压稳流电路进行概述说明，包括其基本原理、工作步骤以及实际应用中需要注意的事项。
第四章将解释TL494场效应管稳压稳流电路要点，包括输入信号调节与反馈控制方式、总体电路架构及其关键部分功能以及输出端线性调节与短路保护机制原理。
最后，第五章将总结本文对于数据采集总成设计过程中需注意的关键环节及对策，并对TL494场效应管稳压稳流电路的优点、不足以及未来研究方向进行展望。
1.3 目的本文旨在深入介绍和解释TL494场效应管稳压稳流电路的原理和工作方式，以帮助读者更好地了解该电路的设计思路和实用性。
此外，我们还将探讨该电路的优点、不足以及未来可行的研究方向，以期为相关领域的研究者提供参考和启发。
通过阅读本文，读者可以获得对TL494场效应管稳压稳流电路有关知识的全面了解，并且能够在实际应用中更加准确地使用和优化该电路。
2. TL494场效应管稳压稳流电路2.1 TL494芯片介绍TL494是一种广泛应用于开关电源和PWM控制系统中的集成电路。
它内部集成了一个误差放大器、比较器、死区控制器、PWM控制逻辑电路等。
该芯片以其高性能和可靠性而闻名，并且被广泛用于各种工业和消费电子产品。
2.2 场效应管原理和特性场效应管是一种常见的半导体元件，它的工作原理基于电场调控的导电机制。
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源，随着现代电子设备的发展，应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向，本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法，并以一个实际开关电源的设计为例，进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源，其核心部分是开关管。
开关管工作时，会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后，最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中，开关管的切换是关键，它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的，所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压，在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计，并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中，主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式，能够减少在输出处的纹波电压，提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂，但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分，保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护，以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命，避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路：直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值，电容滤波器应该选择合适的容量，保险丝则是起到安全保障作用。
开关稳压电源控制电路
周期较长，甚至可能出现反复，有时一些参数的 确定需通过试验来得到。
二、控制电路结构及原理
控制电路的结构
uf if
反馈
调节器 u* i* 基准源
PWM
驱动
去主电路
封锁信号
保护
电压/电流/温度
并机均流
连接并机线
二、控制电路结构及原理
一、驱动电路
驱动电路是控制电路与主电路的接口，同开关电 源的可靠性、效率等性能密切相关。驱动电路需 有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并具 有较高的抗干扰和隔离噪声能力。
• 采用单一电源向负载供电。
• 特点：结构简单、成本低、但可靠性不高，一旦 电源发生故障，供电中断。
二、控制电路结构及原理
2、并联运行
• N个电源并联构成的电源系统向负载供电， 每个电源的功率为负载所需功率的1/N。 • 特点：每个电源发生故障时，供电不中断， 仅最大供电能力有所降低。电源数量多，成 本上升。用于可靠性要求较高的场合。
三、开关电源PWM控制原理
通常集成PWM控制器将误差电压放大器（EA）、振荡器
、PWM比较器、驱动、基准源、保护电路等常用开关电 源控制电路集成在同一芯片中，形成功能完整的集成电 路： • 基准源：提高稳定度的基准电压，作为电路中给定 的基准。 • 振荡器：产生固定频率的时钟信号，以控制开关频 率。 • 误差电压放大器：实际是一个运放，用来构成电压 或电流调节器。 • PWM比较器：将调节器输出信号uc转换成PWM脉冲的 占空比。
常用的集成PWM控制器:SG3525、TL494和UC3825、
UC3842/3/4/5/6、UC3875/6/7/8/9等。
基于UC3875的双闭环控制稳流型开关电源
器采样总负载电流转换为电压信号 作为电流外环的反馈输
项目经济效益（100 万元），数据来源于广东省科技计划项目。
入，电流外环的输出接到 UC3875 的脚 EA+上，作为电压内环的 参考文献
基准电压。
[1]毛鸿，吴兆麟，沈琦.高精度开关稳压电源系统分析与设计[J].
（2）UC3875 内部的运放及R 、R 、R 、C 、C 、C 组成电压内 电力电子技术，1999,4:1-4。
路开环传递函数，即输出电压扰动量与占空比扰动量的传递
《PLC 技术应用 200 例》
邮局订阅号：82-946 360 元 / 年 - 127 -
电源技术
《微计算机信息》(测控自动化 )2009 年第 25 卷第 7-1 期
函数
环补偿网络，接于 UC3875 的脚 EA-、脚 E/AOUT 上，具体参数
=80 。电路具体接法见图 2。
的驱动信号。图 4 为该稳流源正常工作时，负载由 2 突变为
技
3.3 电流外环参数设计
2.7 时，输出电压与电流的对应关系。从该图中可以看出，所
本控制电路的电流反馈环采用单极点-单零点补偿网络。 设计的补偿网络较好的满足系统的快速性和稳定性。
其传递函数为
术
（4）
其中
，
大器的反相端与正相端的电流基准vref比较输出的误差送引言uc3875的运算放大器正相端作为电压基准和反相端的输出wm变换器是一种应用广泛适用于直流电压电压采样信号比较最后的输出送芯片内的比较器与三角波较高输出功率较大又需要将负载与电源隔离的变换器该拓进行比较得到占空比变化的方波从而控制全桥变换器
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开关电源工作原理详解
开关电源工作原理详解
开关电源是一种将直流电转换为高频交流电，然后通过变压器进行变压、整流和滤波得到稳定的直流电输出的电源。
开关电源的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 输入电压调整：开关电源首先对输入电压进行调整，通常使用一个电压反馈回路来实现电压稳定。
具体方式是通过一个采样电阻将一部分输入电压反馈给一个比较器，与内置的参考电压进行比较并调整。
2. 脉冲宽度调制：为了将输入电压转换为高频交流电，开关电源使用脉冲宽度调制（PWM）技术。
通过调整一个脉冲调制器中的比较器输入电压来控制开关管的开关时间，从而调整输出电压。
3. 开关管控制：开关电源中的主要元件为开关管，通常使用MOSFET作为开关管。
通过控制开关管的导通和断开，可以将输入电压转换为高频的方波信号。
开关管的导通和断开通过PWM信号控制。
4. 变压器和整流：通过变压器将高频方波信号变换为适宜的电压，并进行整流。
变压器主要负责将输入电压变压到适合输出电压的比例，并通过整流电路将高频信号转换为直流信号。
5. 稳压和滤波：通过控制PWM信号的占空比和频率，可以调整输出电压的稳定性。
而后，通过滤波电容和电感器对输出直
流电进行滤波，减小输出电压波动。
6. 输出调节：将滤波后的直流电通过一个稳压稳流电路进行输出调节，确保输出电流和电压的稳定性和精度。
输出调节可以通过负载的变化来自动调整。
开关电源的工作原理利用了高频开关管的导通和断开来控制输出电压，通过变压器和整流电路将输入电压转换为稳定的直流电。
开关电源具有体积小、效率高、可调范围广等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
开关电源的反馈控制模式研究
开关电源的反馈控制模式研究[摘要] 本文比较详细地说明了电压模式、峰值电流模式、平均电流模式、滞环电流模式、相加模式等pwm反馈控制模式的基本工作原理、发展过程、关键波形、性能特点及应用要点。
[关键词] 开关电源反馈控制模式控制1.引言pwm开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
pwm的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
2.开关电源pwm的五种反馈控制模式一般来讲，根据选用不同的pwm反馈控制模式，电路中的输入电压、输出电压、开关器件电流、电感电流均可作为取样控制信号。
输出电压在作为控制取样信号时，通常经过处理，得到电压信号，再经处理或直接送入pwm 控制器。
电压运算放大器的作用有三：①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈，保证稳态时的稳压精度。
该运放的直流放大增益理论上为无穷大，实际上为运放的开环放大增益。
②将开关电源主电路输出端的附带有较宽频带开关噪声成分的直流电压信号转变为具有一定幅值的比较“干净”的直流反馈控制信号即保留直流低频成分，衰减交流高频成分。
③对整个闭环系统进行校正，使得闭环系统稳定工作。
2.1 电压模式控制pwm电压模式控制pwm是60年代后期开关稳压电源刚刚开始发展而采用的第一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合，至今仍然在工业界很好地被广泛应用。
电压模式控制只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时，因为主电路有较大的输出电容及电感相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才能传至pwm比较器将脉宽展宽。
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
开关电源五种PWM反馈控制模式
开关电源五种PWM反馈控制模式
1 引言
PWM 开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参
数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值
进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电
压或电流等被控制信号稳定。
PWM 的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
现在主要有
五种PWM 反馈控制模式。
下面以VDMOS 开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例，说明五种PWM 反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电
路原理示意2 开关电源PWM 的五种反馈控制模式
一般来讲，正激型开关电源主电路可用
输入电压、电流等信号在作为取样控制信号时，大多也需经过处理。
由
于处理方式不同，下面介绍不同控制模式时再分别说明。
2.1 电压模式控制PWM (Voltage-mode Control PWM)
电压模式控制的优点：①PWM 三角波幅值较大，脉冲宽度调节时具有
较好的抗噪声裕量;②占空比调节不受限制;③对于多路输出电源，它们之间的
交互调节效应较好;④单一反馈电压闭环设计、调试比较容易;⑤对输出负载的变化有较好的响应调节。
缺点：①对输入电压的变化动态响应较慢;②补偿网络设计本来就较为复杂，闭环增益随输入电压而变化使其更为复杂;③输出LC 滤
波器给控制环增加了双极点，在补偿设计误差放大器时，需要将主极点低频衰。
开关电源的主要性能指标及其分析
开关电源的主要性能指标及其分析开关电源主要性能指标分为输入参数、输出参数、电磁兼容性能指标和其他标准等４类，它们是开关电源选择和设计制造的依据。
1、输入参数（1）输入电压国内应用的民用交流三相电源电压为３８０Ｖ，单相为２２０Ｖ。
目前，开关电源多采用国际通用电压范围，即单相交流８５～２６５Ｖ，这一范围覆盖了全球各种民用电源标准所限定的电压。
直流输入电压情况较复杂，从２４～６００Ｖ均有可能。
由于输入电压变化范围过宽，在设计开关电源过程中就必须留下较大裕量而造成浪费，因此，变化范围应在满足实际要求的前提下尽可能小。
（2）输入频率我国市电频率为５０Ｈｚ。
航空、航天及船舶用电源常采用４００Ｈｚ，它们的输入电压通常为单相或三相１１５Ｖ，整流后的脉动频率远高于工频，因而整流后所接滤波电容的电容量可减小很多。
（3）输入相数三相输入的情况下，整流后直流电压约为单相输入时的１．７倍，当开关电源功率大于５ｋＷ时，应选三相输入，以避免引起电网三相间的不平衡，同时可减小主电路的电流，以降低损耗。
功率为３～５ｋＷ时可选单相输入，以降低主电路电压等级，以降低成本。
（4）输入谐波电流和功率因数为保护电网环境、降低谐波污染、提高电能效率，许多国家和地区已出台相应的更高的标准要求（ＩＥＣ６１０００－３系列），对用电装置的输入谐波电流和功率因数做出较严格的规定，因而，输入谐波和功率因数成为开关电源的一个重要指标，也成为设计、应用开关电源产品的一个重点。
但减小谐波电流和提高功率因数会增大电路的复杂程度，增加成本，可靠性也会随着元器件的增加而下降。
因此，应根据实际需要和有关标准来制定指标。
目前单相有源功率因数校正（ＰＦＣ）技术已基本成熟，附加成本也较低，可很容易使输入功率因数达到０．９９以上，输入总谐波电流小于５％。
三相ＰＦＣ技术还不成熟，若要使功率因数达到较高值（如高于０．９９），则需要６开关ＰＷＭ整流电路，其成本很可能会高于后级ＤＣ／ＤＣ变换器成本。
基于pic16f819的稳压稳流电源设计
电子设计工程Electronic Design Engineering第28卷Vol.28第2期No.22020年1月Jan.2020收稿日期：2019-06-18稿件编号：201906106作者简介：王娟（1984—），女，陕西武功人，硕士研究生，工程师。
研究方向：实验教学及检测技术与自动化装置。
随着科学技术的日益更新，电子产品的更新代换速度更是迅速，各种各样的电子设备、电气设备已经广泛的被使用在了教育、科研、生活等各个方面，作为电子设备的供电部分，单片机控制的开关稳压电源的稳定性、可靠性和实用性也有不同的指标要求[1-3]，特别是对低电压小电流的输出，很难做到宽范围内的调节。
将PIC 单片机应用到电源控制中，用户可根据自身需求选择不同资源型号的单片机，另外其内置AD 可以减少部分外围电路设计，提高控制效率[4-6]。
1总体设计1.1设计任务设计一款单片机控制的10V/1A 范围内可调的数显稳压稳流电源。
1.2系统方案系统总体方案原理框图如图1所示，本设计的供电电源使用了市场购买的开关电源将市电220V 输入转换为15V 直流输出，PIC16F819单片机输出PWM 波用来调节功率电路中三极管工作的开关状态，从而得到可调的输出信号。
为了保证输出的稳定，须从输出端分别采集电压和电流信号反馈给单片机进行处理。
采集的电压电流信号与设定的输入信号进行比较后，以此来调整PWM 波的脉宽输出。
2系统硬件介绍2.1主控电路采用PIC16F819芯片作为主控单元，它是基于PIC16F819的稳压稳流电源设计王娟，何诚刚，唐健明（西安交通大学城市学院电气与信息工程系，陕西西安710018）摘要：基于小功率开关电源控制的目的，本文提出了一种基于PWM 波控制的开关电源设计方案。
该方案采用PIC16F819单片机输出PWM 波经放大处理后，通过对功率晶体管2SA1443进行开关控制，并将采集的电压、电流信号经单片机内置A/D 转换后与预设输入信号比较，从而保证PWM 波占空比的合理输出，最后单片机根据要求把结果输出给液晶屏显示。
基于单片机控制的开关电源设计
基于单片机控制的开关电源设计随着电子技术的快速发展，电源技术也在不断演进。
目前，基于单片机控制的开关电源设计成为了一种趋势。
本文将从开关电源的概念、工作原理、单片机的选择、开关电源的设计要点等方面进行讨论。
开关电源是一种能够将交流电转换为稳定直流电的电源装置。
与传统的线性电源相比，开关电源具有高效率、体积小、重量轻以及可调节性强的特点。
基于单片机控制的开关电源设计，通过单片机的智能控制和精确调节，可以实现更加稳定和精确的电源输出。
首先，我们来了解一下开关电源的工作原理。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、变换电路和输出电路四部分组成。
其中，输入滤波电路用于滤除电源输入的杂波干扰，整流电路将交流电转换为直流电，变换电路通过变换器件（如MOSFET、继电器）来调节输出电压和电流，输出电路将变换后的电源输出给负载。
在基于单片机控制的开关电源设计中，单片机是一个重要的组成部分。
选择合适的单片机，可以更好地满足设计需求。
在选择单片机时，需要考虑以下几个方面：性能、接口和IO数量、编程方式、工作频率、功耗和成本等。
根据具体的设计要求，选择性能合适、接口丰富的单片机是非常重要的。
接下来，我们将介绍一些开关电源设计的要点。
首先是开关电源的稳压和稳流控制。
通过单片机控制，可以实现对输出电压和电流的精确调节，保证稳定的输出。
同时，还需要注意开关电源的过流、过压、过温等保护功能的设计，以避免电源损坏和负载设备受损。
此外，还需要考虑开关电源的高效率设计，以减少功耗和热量产生，提高电源的使用寿命。
此外，开关电源的电磁兼容性和故障诊断能力也需要进行充分考虑。
最后，我们还需要关注一些细节问题，如电路调试和信号处理等。
在电路调试中，需要通过实际测量和观察数据来分析和确认电路的工作状态，进一步优化和调整电路性能。
信号处理可以使用单片机的AD转换功能来采集和处理信号，实现对电源工作状态的监测和控制。
综上所述，基于单片机控制的开关电源设计是一项重要而有挑战的工作。
基于电流控制模式的开关电源的稳定性分析
（３）
从图 １ 中可以看出，环路的闭环传输函数可以表示 为：
（４）
其中
，
，
利用（３）（４）式可推导出采样模型的连续时间传输函 数：
（５）
实际上，根据 Ｎｙｑｕｉｓｔ 采样定律，我们只需要关心 １／２ 开关频率下的零极点：将（５）在 １／２ 开关频率下泰勒 展开：得到二阶传输函数为：
穿越频率必须远离 １／２ 开关频率，这与 Ｎｙｑｕｉｓｔ 采样定律相吻合。
共轭复极点转变为实数轴上的两个
可以看到，引入斜率补偿后，电流环路的直流增益会被减小，而环路 极点，一个远远大于 １／２ 开关频率，
的增益与相位曲线都不会发生变化。使的环路的穿越频率远离 １ ／ ２ 开关频 对环路影响可忽略不计，另一个转
３． Ｖ．Ｒａｍａｎａｒａｙａｎａｎ， ＂Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ＂ ， Ｉｎｄｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ．
４． 张占松，蔡宣三“，开关电源的 原理与设计”，电子工业出版社，１９９８
搜索开关电源，电子产品世界网站 有 １ ５ ２ 篇相关文章。
关键词： 开关电源；电流控制模式；补偿
引言 采用电流控制模式的开关电源
已经出现了很长一段时间，相对于 电压控制模式，它具有更好的电源 调整率、更简单的零极点补偿电路 等优点。然而，由于电流反馈环路 的存在，甚至在脉宽调制的占空比
小于 ５０％ 时，系统都会变得不稳定。 提供了极大的帮助。最后通过我们
本文通过引入采样保持模型和三端 开发的一款基于电流控制模式的芯
在讨论当中，有几个问题得到很 通信，有一些可以偏底层，这都根据 它们的变化理念都是一样的。最近在
开关电源中的电流型控制模式研究结论
开关电源中的电流型控制模式研究结论开关电源是一种将输入电源转换为所需要的电压和电流输出的电力转换装置。
开关电源中的电流型控制模式研究是指通过电流反馈来控制开关电源输出电流的一种方法。
在开关电源的设计和控制中，电流型控制模式具有重要的意义。
本文将对开关电源中的电流型控制模式进行研究，并总结相关的结论。
第一，电流型控制模式是一种常用的开关电源控制方法。
在电流型控制模式中，通过对输出电流进行反馈控制，使得输出电流稳定在所需的目标值。
这种方法可以提高开关电源的稳定性和可靠性，减小输出电流的波动，提高开关电源的响应速度。
第二，电流型控制模式可以通过不同的控制策略实现。
常见的电流型控制策略包括传统的PID控制策略、模型预测控制策略等。
PID控制策略是一种经典的控制方法，通过比较输出电流和目标电流的误差，计算出相应的比例、积分和微分项来控制开关电源的开关时间，保持输出电流稳定在目标值附近。
模型预测控制策略则是通过建立开关电源系统的数学模型，预测未来一段时间内的输出电流，并根据预测结果进行控制。
这种方法可以更好地适应不确定性和非线性系统，并提高控制精度和鲁棒性。
第三，电流型控制模式的实际应用中，需要考虑到开关电源的工作环境和负载特性。
开关电源的工作环境包括输入电压的波动、温度的变化等因素，这些因素会对输出电流产生影响。
负载特性则包括负载电流的大小、波动程度等因素，这些因素会对电流型控制模式的稳定性和性能产生影响。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的电流型控制策略，并通过实验和仿真等手段进行验证和调整。
第四，电流型控制模式在提高开关电源的功率密度和效率方面起到了重要作用。
电流型控制模式可以减小开关电源系统的体积和重量，提高功率密度。
通过对输出电流的精确控制，可以减小开关损耗，提高转换效率。
此外，电流型控制模式还可以实现多电源系统的优化控制，提高系统的整体性能。
综上所述，电流型控制模式在开关电源中具有重要的意义。
220kV 整流机组稳流控制系统研究
220kV 整流机组稳流控制系统研究摘要：220KV整流机组稳流控制系统投入运行以来，其表现出系统稳定性良好，响应速度较快，一旦电解槽产生效应时，能够使产品的产量和质量提高，使铝电解糟的技术条件得以改善，电解糟的寿命延长。
同时控制系统可利用自饱和电抗器进行细调，并采用有载开关进行粗调，同时利用PLC和上位机对其进行综合控制，能够实现自饱和电抗器的深度调压深度以及有载开关的升降控制，使电流恒定更加平稳，电流效率有效提高。
关键词：整流机组；稳定控制系统；PLC一、稳流控制原理概述稳流控制通常釆用自饱和电抗器进行细调，有载开关进行粗调，其中内部包括控制绕组、工作绕组等。
控制绕组主要起到产生助磁，和偏移、袪磁绕组的作用。
利用自饱和电抗器对绕组袪磁作用进行控制，确保控制系统电流平稳，使电流效率有效提高。
铁心中的磁通在普通变压器工作时仅有交流励磁，属于交变性质。
另外一旦在铁心上除了存在交流励磁外，还包括了直流励磁，将极大地影响和改变铁心励磁特性。
通过稳流控制系统的运用，能够使电流恒定平稳得以保证，主要采用自饱和电抗器进行细调控制，一旦出现超出调节范围的情况，可利用有载开关对其进行粗调控制，通过两者的有效结合，对调压稳流系统进行构建。
在实际控制过程中，需要结合生产实际情况和工艺要求，对整流机组自饱和电抗器的总给定控制信号进行实时调节，根据最大需量、安时偏差及直流系列电流瞬时值等的综合因素，对有载开关进行合理调整，确保电解生产需要得以有效满足[1]。
另外在电解生产过程中，如出现电解效应，降低系列电流，需要采用自饱和电抗器进行自动稳流控制，如在极大电解效应及大扰动的情况下，导致自饱和电抗器与截止或饱和状态接近时，需要利用有载开关进行调整、；一旦效应消失，系列电流将瞬间提高，此时应立即下调有载开关，使其降低到自饱和电抗器的有效控制范围之内。
二、稳流系统构成分析稳流系统主要由保护柜、稳流柜、控制柜以及上位机等构成。
在稳流柜内主要包括了单相调压器、变压器、电阻、电抗器、分调PLC电容器及总调PLC。
电路中开关电源的稳定性研究
电路中开关电源的稳定性研究摘要：人们生活的各个方面都离不开电能。
目前电子元器件和用电设备一直处于不断发展的阶段，目前发展电子技术的核心，就是发展电能转换技术。
本文介绍了开关电源的发展情况，分析了电源开关目前存在的问题，为发展稳定的电路开关电源提供了整体思路。
关键词：电路；开关电源；线性电源；稳定性引言：想要让储能电器进行周期性的充放电行为，就要使用到开关电源。
开关电源主要是通过对开关晶体管通、断电时间的控制来进行工作的，开关电源能够为电路输出稳定的电源。
说到开关电源，就不得不提起线性电源了。
开关电源与线性电源之间存在着不小的差异，例如开关电源的成本与其输出功率之间是呈正比的关系的，但线性电源的成本却基本不会受到输出成本的影响。
不过由于目前电气设备对转换率的要求越来越高，开关电源便慢慢的代替了线性电源的位置。
开关电源目前也随着电气技术的不断创新而创新。
一、开关电源发展介绍开关电源主要由脉冲宽度调制控制芯片和MOSFET两部分组成，它利用了现代电子电源技术，能够通过对开关变压器开启、断开时间的控制，来保持输出稳定的电压。
随着现在不断推进电力技术的发展和创新，开关电源也处于不断发展的状态，相信未来的开关电源技术一定会发展的越来越好。
目前，电子技术正处于飞速发展的阶段，所以电子系统的核心供电技术也随之得到了巨大的改变。
相对于线性电源来讲，开关电源具有不小的发展优势，例如开关电源具有较高工作效率的同时还能够消耗较少的功耗，不仅如此，体积小、重量小也是开关电源的优点，表现如此优异的开关电源几乎已经覆盖了整个电子行业，不过线性电源虽然没有开关电源有如此之多的优点，但它却具有开关电源所不具有的稳定性，所以现在依旧有不少人选择使用线性电源。
如今，对电子设备的生产要求也是非常严苛的，需要它们满足体积小、质量小、效率高以及拥有较强的防干扰能力的要求以外，还需要具有一定的稳定性与经济性。
起初，在有了线性电源和相控电源之后，开关电源才被人们广泛使用了起来，开关电源与相控电源相比具有转换性能高、稳压范围宽、功率比大、重量轻等优点，现在已经完全取代了相位控制电源，成为通信电源的重要组成部分，并且开关电源正向高频小型化、高效率、高可靠性的方向进行发展。
可调稳压稳流开关电源的设计
）可调稳压稳流开关电源的设计王济虎郭利进天津工业大学天津300161摘要：本文主要介绍了一种基于PWM 脉宽调制技术设计的大功率稳压稳流开关电源。
其输入电压为交流220V ±20％，输出电压为直流0～350V，电流0～3A，工作频率25kHz。
重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。
关键词：开关电源；稳流电源；稳压电源1、引言在科研、生产、实验等应用场合，经常用到即有稳压调节，又有稳流调节两种方式的电压相对较高的电源。
而市场上的大功率可调稳压稳流电源种类较少，通常为定制，成本上相对较高。
为此专门开发了一种可调稳压范围在0-350V，稳流范围在0-3A的高频开关电源。
它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率IGBT管，开关工作频率为25kHz，具有体积小、重量轻、成本低等优点。
2、主要技术指标1)交流输入电压AC220V±20%；2)直流输出电压0～350V 可调；3)输出电流0～3A；4)输出电压调整率≤1%；5)纹波电压U pp ≤50mV；6)显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。
3、基本工作原理该电源的工作原理框图如图1所示。
当电网电压变动或负载变动，系统可通过电流、电压取样反馈，调整占空比，实现稳压限流或稳流限压，保持稳定输出。
保护电路保证空载或对地短路等情况下可靠保护电源，如果是瞬时故障，电源能自动恢复。
4、各主要功能描述图1电源原理框图4.1交流EMI滤波及整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径[1]，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。
IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。
PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。
交流输入220V时，整流采用桥式整流电路。
由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。
稳流型开关电源的控制系统
稳流型开关电源的控制系统
游添科
【期刊名称】《中国传媒科技》
【年(卷),期】2012(0)04X
【摘要】在对稳流型开关电源的基本原理进行论述的基础上,通过建立起全桥移项PWMDC/DC变换器小信号模型,对稳流型开关电源的控制系统进行研究,对稳流型开关电源闭环控制系统的电路组成以及数学模型进行分析和研究。
并利用电子仿真软件对该系统进行仿真分析,结果表明采用系统小信号模型设计形成的稳流型开关电源控制系统完全可行。
【总页数】2页(P143-144)
【关键词】稳流;开关电源;控制系统;PSPICE
【作者】游添科
【作者单位】福建日报(泉州)印务有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.稳流型开关电源控制系统研究 [J], 蔡子亮;方波
2.用于LED照明灯恒压/恒流型开关电源的一体化设计 [J], 史丹青;张海红
3.开关电源的电流型控制和电流型集成控制器件 [J], 陆鸣
4.一种基于电流型PWM控制芯片的开关电源设计 [J], 丁磊; 董标; 韩磊; 崔渊; 陈
祝洋; 薛波
5.基于动态斜坡补偿电流型开关电源环路稳定性分析 [J], 酒耐霞;王立新;陈润泽;张洪凯;郭敏
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稳流控制系统介绍
稳流控制系统构成及通讯培训大纲1、稳流系统组成2、饱和电抗器工作原理3、稳流控制器组成及稳流原理4、稳流控制系统程序及运行方式稳流控制系统构成及通讯电能是电解铝生产的重要能源，电解铝生产采用的是直流电，电能成本约占电解铝总成本的30%-40%。
铝电解生产供电有以下特点：①低电压、大电流的直流电；②直流电能生产的连续性；③直流电能供给的恒流性。
目前国内大型整流设备有两种整流方式：①整流变+可控硅整流，②整流变（调压开关）+自饱和电抗器+二极管整流。
电流的控制方式一般采用恒流控制，恒定直流电流的调节方式一般为整流变压器有载调压开关与自饱和电抗器相结合的方式，有载调压为直流电压的粗调，自饱和电抗器为直流电压的细调，自饱和电抗器是直流电流恒流控制的主要执行元件，调节直流电压的范围约为50～70V。
综上所述，稳流系统=有载调压开关+自饱和电抗器+稳流控制系统一、饱和电抗器1．饱和电抗器必须实现以下职能：1 在有载调压分接开关的直流级差电压范围内起到细调作用；2 减少有载调压分接开关的动作次数，以延长其检修周期和使用寿命，为此饱和电抗器的调压范围应大于有载调压开关的直流级差电压（每调一档电压差在12-16V），通常不小于两级差电压，同时也不应小于电解一个阳极效应的电压（40-50V直流电压）；3 校正电网电压短时波动所引起的电解直流电流波动；4 校正各整流机组之间或同一机组两整流装置之间的负荷分配不均。
2．工作原理饱和电抗器是利用铁磁物质磁化曲线的非线性和饱和特性，以较小的直流功率来控制较大的交流负载的一种电器，即利用铁磁物质的磁导率不是常数这一特性而工作的。
饱和电抗器属于交直流同时磁化的非线性电抗器，与负载串联，用来调节负载的电流和功率，可以把饱和电抗器看成一个可控制的阻抗，但它是非线性的，不能用近似线性的电抗器的概念来解释饱和电抗器。
饱和电抗器的基本工作原理是利用直流绕组Array电流的大小来改变交流电路的电抗。
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引入新型ＰＷＭ电源控制器ＵＣＣ３８９５对中大功率全桥移相软开关方式稳流型开关电源控制电路进行了具体设计。
稳流电源控制器由主控芯片ＵＣＣ３８９５及其外围的时钟与锯齿波形成、自适应死区设置、隔离驱动、保护、电压电流采样和调节器等子模块组成。
用Ｍａｔｌａｂ对控制参数进行了整定，采用ＰＳｐｉｃｅ电子仿真软件对系统进行仿真，结果表明根据系统小信号模型设计的开关稳流电源是可行的。
关键词：稳流；开关电源；控制系统；ＵＣＣ３８９５；ＰＳｐｉｃｅ仿真中图分类号：ＴＭ４４文献标识码：Ａ文章编号：１００６－６０４７（２００７）０８－００６９－０４电力自动化设备ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔＶｏｌ．２７Ｎｏ．８Ａｕｇ．２００７第２７卷第８期２００７年８月在许多工业领域中，根据应用要求需要电源具有稳流特性，传统的稳流电源常采用线性电源或相控电源，存在体积大、效率低、响应速度慢、可靠性差和电网污染严重等诸多缺点［１－４］。
这里引入新型ＰＷＭ电源控制器ＵＣＣ３８９５对中大功率全桥移相软开关方式恒流型开关电源控制系统进行研究和设计，并采用ＰＳｐｉｃｅ软件对所设计的系统进行了仿真分析。
１稳流型开关电源组成原理和技术指标稳流源主电路及其控制系统结构如图１所示，采用全桥移相ＰＷＭ软开关工作方式［５］。
主要结构参数有：变压器变比ＫＴ＝ｎ１／ｎ２＝１／１．２，输出滤波电感Ｌ＝１０ｍＨ，输出滤波电容Ｃ＝１μＦ，负载电阻Ｒ＝４０Ω。
其主要技术指标有：供电电源为三相，３８０Ｖ、５０Ｈｚ；输出功率４ｋＷ；开关工作频率１００ｋＨｚ；输出限压５００Ｖ；输出电流平均值１０Ａ可调；稳流精度０．５％。
２移相全桥ＤＣ／ＤＣ变换器小信号模型［６－８］２．１变换器的等效开环小信号模型电流源主电路拓扑为全桥结构，根据其工作原理，其电路结构可等效为降压型电路结构。
假定器收稿日期：２００６－１１－２９；修回日期：２００７－０５－２７图１稳流电源系统结构Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｔａｂｌｅｃｕｒｒｅｎｔｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ输出电压检测母线电流检测保护电路三相整流＋＋ＵＧ－Ｃｉ＋ＶＴＭ１ＶＴＭ２ＶＴＭ４ＶＴＭ３输出电流反馈ＶＤ１ＶＤ２ＬＵＣＣ－＋Ｕｏ－＋ＲＴＩＬ＋－比较器电流给定ＰＷＭ电路调节器驱动×ＶＴＭ１ＶＴＭ２ＶＴＭ３ＶＴＭ４－＋ＬＳ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!件开关特性理想，且状态转换是瞬间完成的，则通过对带隔离变压器的降压型电路拓扑的线性电路平均分析，可以得到全桥ＤＣ／ＤＣ变换器的标准化平均等效电路模型，如图２所示，图中ＵＧ＋ｕ!ｇ（ｓ）为输入电压稳态量与扰动量的叠加，ＩＬ＋ｉ!Ｌ（ｓ）为电感电流稳态量与扰动量的叠加，ＵＣ＋ｕ!Ｃ（ｓ）为输出滤波电容电压稳态量（即输出电压Ｕｏ）与扰动量的叠加，Ｒ＋ｒ!（ｓ）为负载电阻值稳态量与扰动量的叠加，Ｄ和ｄ!分别为占空比的稳态量和扰动量，下同。
根据文中的设计参数，标准化模型中各参量分别为ｎ＝１／ＫＴ，Ｍ（Ｄ）＝Ｄ，ｅ（ｓ）＝Ｕｏ／Ｄ２＝ｎＵＧ／Ｄ，ｉ（ｓ）＝Ｕｏ／Ｒ＝ｎＤＵＧ／Ｒ，Ｌｅ＝Ｌ。
由图２所示的标准化模型或采用状态空间平均法可以建立全桥拓扑ＤＣ／ＤＣ变换器电感电流连续情况下的小信号数学模型，即状态变量扰动量ｘ!与输入电压扰动量ｕ!ｇ间的传递函数：Ｇｉｇ（ｓ）＝ｉ!Ｌ（ｓ）ｕ!ｇ（ｓ）＝Ｄ（Ｃｓ＋１／Ｒ）／ＫＴＬＣｓ２＋Ｌｓ／Ｒ＋１Ｇｕｇ（ｓ）＝ｕ!Ｃ（ｓ）ｕ!ｇ（ｓ）＝Ｄ／ＫＴＬＣｓ２＋Ｌｓ／Ｒ＋１（１）状态变量扰动量ｘ!与占空比扰动量ｄ!间的传递函数：Ｇｉｄ（ｓ）＝ｉ!Ｌ（ｓ）ｄ!（ｓ）＝（Ｃｓ＋１／Ｒ）ＵＧ／ＫＴＬＣｓ２＋Ｌｓ／Ｒ＋１Ｇｕｄ（ｓ）＝ｕ!Ｃ（ｓ）ｄ!（ｓ）＝ＵＧ／ＫＴＬＣｓ２＋Ｌｓ／Ｒ＋１状态变量扰动量ｘ!与负载扰动量ｒ!间的传递函数：Ｇｉｒ（ｓ）＝ｉ!Ｌ（ｓ）ｒ!（ｓ）＝－ＵＣ／Ｒ２ＬＣｓ２＋Ｌｓ／Ｒ＋１Ｇｕｒ（ｓ）＝ｕ!Ｃ（ｓ）ｒ!（ｓ）＝ＵＣＬｓ／Ｒ２ＬＣｓ２＋Ｌｓ／Ｒ＋１２．２变换器恒流方式小信号闭环系统模型为避免主电路对控制电路的干扰，实现控制电路与主电路的电气隔离，并满足采样精度要求，在中大功率移相全桥ＤＣ／ＤＣ变换器应用场合，电流采样宜采用霍尔电流传感器，电流传感器可串在变换器直流输入母线返回端、逆变主变压器原边、输出滤波电感支路和负载支路上，但对于对稳流特性要求高的恒流电源而言，传感器宜直接设于负载支路，以提高负载扰动时动态响应速度。
电流采样设于负载支路时的电流源型移相全桥ＤＣ／ＤＣ变换器闭环系统基本结构框图如图３所示。
图中，Ｇｕｇ（ｓ）、Ｇｕｄ（ｓ）、Ｇｕｒ（ｓ）分别为开关变换器的输出电压对输入扰动、占空比和负载扰动的传递函数，其表达式已由式（１）（２）和（３）给出，ＧＲ（ｓ）为负载网络函数，负载为阻性负载，则ＧＲ（ｓ）＝１／Ｒ，ＧＣ（ｓ）为调节器传递函数，ＧＭ（ｓ）为ＰＷＭ环节传递函数，在线性工作范围内，ＧＭ（ｓ）＝ｄ（ｔ）／ｕａ（ｔ）＝１／Ｕｍ，Ｕｍ为锯齿波峰值。
Ｈ（ｓ）为电流取样反馈环节，电流取样隔离采用霍尔电流传感器，精度高、线性好，设输出电流整定值为１０Ａ，输出电流参数给定以电压形式给出，设置为２．５Ｖ，其传递函数Ｈ（ｓ）＝２．５／１０。
由图３可得：ｉ!ｏ＝ＧＣＧＭＧｉｄＧＲ１＋ＧＣＧＭＧｕｄＧＲＨｕ!ｒｅｆ＋ＧｕｇＧＲ１＋ＧＣＧＭＧｕｄＧＲＨｕ!ｇ＋ＧｕｒＧＲ１＋ＧＣＧＭＧｕｄＧＲＨｒ!（４）３稳流源控制系统设计３．１电流闭环小信号模型系统调节器参数设计［９－１１］根据上述分析可知，电流闭环小信号模型系统为二阶系统，而且输出滤波参数ＬＣ大，频率参数ｆｏ＝１／（２πＬＣ!）较低，所以，系统在中频段是以－４０ｄＢ／ｄｅｃ的斜率穿越零分贝线的，如果采用ＰＩ调节器，可以减小稳态误差，要想加快其响应速度，则需增大比例系数，这将导致系统不稳定。
为使系统满足稳态性能、动态性能和稳定性要求，应对系统进行校正，根据幅频特性，采用ＰＩＤ调节器可以满足要求。
设ＰＩＤ调节器传递函数为ＧＣ（ｓ）＝Ｋｐ１＋１／（τｉｓ）＋τｄ"#ｓ＝Ｋｐ（τｉτｄｓ２＋τｉｓ＋１）／（τｉｓ）（５）式中Ｋｐ、τｉ、τｄ分别为比例系数、积分校正和微分校正的时间常数。
ＧＣ（ｓ）有２个零点需要确定，根据开环波德图，其中一个零点设置于滤波环节的谐振角频率处（１÷ＬＣ!＝１／１０×１０－３×１×１０－６!＝１／１０－４＝１０４（ｒａｄ／ｓ）），另一个零点置于第一个零点约１／３频率处（（１０４／３）ｒａｄ／ｓ），即τｉτｄｓ２＋τｉｓ＋１＝１１０４ｓ＋$%１３１０４ｓ＋$%１＝３１０８ｓ２＋４１０４ｓ＋１（６）故τｉ＝４×１０－４（ｓ），τｄ＝３／４×１０－４（ｓ）。
图２全桥ＤＣ／ＤＣ变换器的标准化平均等效电路模型Ｆｉｇ．２ＳｔａｎｄａｒｄａｖｅｒａｇｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｅｌｏｆＦＢＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒＵＧ＋ｕ!ｇ（ｓ）ｉ（ｓ）ｄ!（ｓ）ｅ（ｓ）ｄ!（ｓ）ＵＣ＋ｕ!Ｃ（ｓ）Ｒ＋ｒ!（ｓ）ＬｅＩＬ＋ｉ!ＬＣ－＋１∶ｎＭ（Ｄ）＋－第２７卷电力自动化设备（２）图３电流源型ＤＣ／ＤＣ变换器闭环系统结构图Ｆｉｇ．３Ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍｏｆｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｕ!ｒｅｆ（ｓ）×ｕｅ（ｓ）ｕ!ａ（ｓ）ｒ!（ｓ）－＋ＧＣ（ｓ）ＧＭ（ｓ）Ｇｕｇ（ｓ）Ｇｕｒ（ｓ）Ｇｕｄ（ｓ）Ｈ（ｓ）＋＋＋ｕ!ｇ（ｓ）ｕ!Ｃ（ｓ）×ＧＲ（ｓ）ｉ!ｏ（ｓ）ｄ!（ｓ）（３）比例系数Ｋｐ根据波德图进行调整，使得系统在稳定的前提下有快的响应速度。
根据上述设置，用Ｍａｔｌａｂ进行仿真，当取Ｋｐ＝１０时，系统开环波德图如图４所示。
ＰＩＤ调节器电路如图５所示。
ＧＣ（ｓ）＝（ｓＲ１Ｃ１＋１）（ｓＲ２Ｃ２＋１）ｓＲ１Ｃ２＝Ｋｐτｉτｄｓ２＋τｉｓ＋１τｉｓ（７）若取Ｋｐ＝（Ｒ１Ｃ１＋Ｒ２Ｃ２）／（Ｒ１Ｃ２）＝１０，Ｒ１＝１ｋΩ，则Ｃ２＝４０ｎＦ，Ｒ２＝７．５ｋΩ，Ｃ１＝０．１μＦ。
上述ＰＩＤ调节器参数设计是基于开关电源系统小信号模型理论分析得到的，对于系统在稳态工作点附近的运行状况是有效的，但对于系统的大信号工况（如启动过程、大扰动等）未必合适［１２］，在系统仿真和实际系统调试过程中其参数尚需进一步检验和修正。