專題二之常用電路設(shè)計法

1、1,專題二之 常用電路設(shè)計法,2,在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面的“SimPowerSystems”的模塊庫中，包含有線路元件庫（Elements）。在Elements元件庫中，它基本上涵蓋了絕大多數(shù)電路所需元器件，如電阻器、電容器、電感器、輸電線、變壓器、斷路器等重要器件，其符號、名稱和封裝形式如圖5-46所示。下面以一些典型電路的設(shè)計為例，將它們中的最常用器件的使用方法逐一進行分析和講解。,認識Elemen

2、t模塊庫,3,元件庫Elements中的功能模塊的符號、名稱和封裝形式,,4,Breaker功能模塊簡介,,舉例6：構(gòu)建圖5-47所示的利用Breaker功能模塊設(shè)計的控制電路，保存為exm_6.mdl。需要觀察：（1）控制信號；（2）負載電流波形；（3）負載電壓波形。,5,利用Breaker功能模塊設(shè)計的控制電路仿真模型,,,6,①交流電壓源（AC Voltage Source）：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elect

3、rical Sources模塊庫中調(diào)用，按照圖5-47中所示參數(shù)進行設(shè)置；②Voltage Measurement和Current Measurement模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的measurements模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，并按照圖5-47中所示名稱進行命名為Iload和U_T；③串聯(lián)性分支模塊series RLC Branch：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊中連續(xù)調(diào)用，構(gòu)建

4、負載ZL（包括電阻10和電感器100mH）；,所需功能模塊,7,④Breaker模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊庫中調(diào)用；⑤Timer模塊：用于設(shè)計Breaker模塊的控制波形參數(shù)，在SimPowerSystems的模塊庫中的Extra library里面的Control Blocks中調(diào)用；⑥Mux模塊：調(diào)用方法同前；⑦Scope模塊：在Simulink模塊庫中的sinks模塊庫中連續(xù)調(diào)用三

5、次，并按照圖5-47中所示名稱分別命名；⑧To Workspace模塊：在Simulink 模塊庫中的Sinks 模塊庫中調(diào)用，將其Variable name命名為：U_I，save format設(shè)置為Array。,接前,8,設(shè)置Timer模塊的參數(shù),9,負載電流I/A與控制信號UC/V波形,10,負載電壓波形,11,舉例7：構(gòu)建圖5-51所示的利用Linear Transformer功能模塊設(shè)計的電路保存為exm_7.mdl。需要觀

6、察：（1）變壓器原方電流和副方電流波形；（2）變壓器副方電壓波形。,Linear Transformer功能模塊簡介,12,利用Linear Transformer設(shè)計的仿真模型,13,①交流電壓源（AC Voltage Source）：調(diào)用方法同前，按照圖5-51所示參數(shù)進行設(shè)置；②Voltage Measurement和Current Measurement模塊：調(diào)用方法同前，按照圖5-51所示名稱命名；③并聯(lián)負載模塊Paral

7、ell RLC Load：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊中連續(xù)調(diào)用三次；,所需功能模塊,14,④Linear Transformer模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊庫中調(diào)用；⑤Mux模塊：調(diào)用方法同前；⑥Scope模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖5-51所示名稱分別命名；⑦To Workspace模塊：調(diào)用方法同前，將Variable name命名為：U_1_2，

8、save format設(shè)置為Array；⑧Neutral 模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的Connectors”里面連續(xù)調(diào)用三次，并按照圖5-51所示參數(shù)設(shè)置,接前,15,設(shè)置Linear Transformer模塊參數(shù),16,Paralell RLC Load模塊(1)-（3）,17,變壓器副方電壓,18,變壓器原方電流I1,19,變壓器副方電流I2,20,在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面的“

9、SimPowerSystems”的模塊庫中，包含有電力電子元件庫（Power Electronics）。在Power Electronics元件庫中，它基本上涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的開關(guān)元器件，如晶體二極管、GTO、IGBT、MOSFET、Thyristor、理想開關(guān)、Three-Level Bridge和Universal Bridge等重要器件，其符號、名稱和封裝形式如圖5-57所示。下面以一些典型電路的設(shè)計為例，將它們中的最常用器

10、件的使用方法逐一進行分析和講解。,認識Power Electronics模塊庫,21,Power Electronics庫中功能模塊的符號、名稱和封裝形式,22,舉例8：構(gòu)建圖5-58所示的利用Ideal Switch功能模塊設(shè)計的電路，保存為exm_8.mdl。需要觀察：（1）流過Ideal Switch模塊的電流和端電壓波形；（2）負載電流和端電壓波形。,Ideal Switch功能模塊簡介,23,利用Ideal Switch功能模

11、塊設(shè)計的電路的仿真模型,24,①交流電壓源（AC Voltage Source）：調(diào)用方法同前，按照圖5-58中所示參數(shù)進行設(shè)置；②Voltage Measurement和Current Measurement模塊：調(diào)用方法同前，按照圖5-58所示名稱進行命名；③串聯(lián)分支模塊Serias RLC Branch：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，按照圖5-58中所示參數(shù)進行設(shè)置；,所需功能

12、模塊,25,④Timer模塊：用于設(shè)計Ideal Switch模塊的控制波形參數(shù)，在SimPowerSystems的模塊庫中的“Extra library”里面的Control Blocks中調(diào)用；⑤Ideal Switch模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的Power Electronics模塊庫中調(diào)用；⑥D(zhuǎn)emux模塊：調(diào)用方法同前；⑦Scope模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖5-58所示名稱分別命名；⑧To Wo

13、rkspace模塊：調(diào)用方法同前，將Variable name命名為U_I，save format置為Array。,接前,26,設(shè)置Ideal Switch模塊參數(shù),27,設(shè)置Timer模塊參數(shù),28,流過Ideal Switch功能模塊的電流及其端電壓,29,負載電流和端電壓,30,舉例9：構(gòu)建圖5-63所示的利用IGBT功能模塊設(shè)計的電路，并保存為exm_9.mdl。需要觀察：（1）流過二極管電流Id的波形；（2）流過電感器L1的電

14、流IL的波形；（3）IGBT集電極電流Ic的波形；（4）集電極與發(fā)射極之間電壓Uce的波形；（5）負載端電壓U_load的波形；（6）PulseGenerator模塊輸出的控制波形。電容器C1端電壓波形；（2）電容器C2端電壓波形。,IGBT功能模塊簡介,31,利用IGBT功能模塊設(shè)計的電路的仿真模型,32,①直流源（DC Voltage Source）：調(diào)用方法同前，按照圖5-63中所示參數(shù)進行設(shè)置；②串聯(lián)分支模塊Serias RL

15、C Branch：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊庫中調(diào)用，按照圖5-63中所示參數(shù)進行設(shè)置并命名為L1；③Voltage Measurement和Current Measurement模塊：調(diào)用方法同前，按照圖5-63所示名稱進行命名；④Diode模塊：在“SimPowerSystems”的模塊庫中的Power Electronics模塊庫中調(diào)用，命名為D1；,所需功能模塊,33,⑤IGBT模塊：在

16、“SimPowerSystems”的模塊庫中的Power Electronics模塊庫中調(diào)用；⑥Mux模塊：調(diào)用方法同前；⑦Scope模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖5-63中所示名稱分別命名；⑧并聯(lián)分支模塊Paralell RLC Branch：在SimPowerSystems的模塊庫中的Elements模塊庫中調(diào)用，命名為R1和C1；⑨Pulse Generator模塊：在Simulink模塊庫中的Sources模塊庫中調(diào)用。,