專題二常用電路設(shè)計(jì)法

在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面“SimPowerSystems”模塊庫中，包括有線路元件庫（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(hào)、名稱和封裝形式如圖5-46所示。下面以一些典型電路設(shè)計(jì)為例，將它們中最常用器件使用方法逐一進(jìn)行分析和解說。結(jié)識(shí)Element模塊庫1第1頁元件庫Elements中功能模塊符號(hào)、名稱和封裝形式2第2頁Breaker功能模塊介紹舉例6：構(gòu)建圖5-47所示利用Breaker功能模塊設(shè)計(jì)控制電路，保存為exm_6.mdl。需要觀測(cè)：（1）控制信號(hào)；（2）負(fù)載電流波形；（3）負(fù)載電壓波形。3第3頁利用Breaker功能模塊設(shè)計(jì)控制電路仿真模型4第4頁①交流電壓源（ACVoltageSource）：在SimPowerSystems模塊庫中ElectricalSources模塊庫中調(diào)用，按照?qǐng)D5-47中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；②VoltageMeasurement和CurrentMeasurement模塊：在SimPowerSystems模塊庫中measurements模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，并按照?qǐng)D5-47中所示名稱進(jìn)行命名為Iload和U_T；③串聯(lián)性分支模塊seriesRLCBranch：在SimPowerSystems模塊庫中Elements模塊中連續(xù)調(diào)用，構(gòu)建負(fù)載ZL（包括電阻10和電感器100mH）；所需功能模塊5第5頁④Breaker模塊：在SimPowerSystems模塊庫中Elements模塊庫中調(diào)用；⑤Timer模塊：用于設(shè)計(jì)Breaker模塊控制波形參數(shù)，在SimPowerSystems模塊庫中Extralibrary里面ControlBlocks中調(diào)用；⑥Mux模塊：調(diào)用辦法同前；⑦Scope模塊：在Simulink模塊庫中sinks模塊庫中連續(xù)調(diào)用三次，并按照?qǐng)D5-47中所示名稱分別命名；⑧ToWorkspace模塊：在Simulink模塊庫中Sinks模塊庫中調(diào)用，將其Variablename命名為：U_I，saveformat設(shè)置為Array。接前6第6頁設(shè)置Timer模塊參數(shù)7第7頁負(fù)載電流I/A與控制信號(hào)UC/V波形8第8頁負(fù)載電壓波形9第9頁舉例7：構(gòu)建圖5-51所示利用LinearTransformer功能模塊設(shè)計(jì)電路保存為exm_7.mdl。需要觀測(cè)：（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。LinearTransformer功能模塊介紹10第10頁利用LinearTransformer設(shè)計(jì)仿真模型11第11頁①交流電壓源（ACVoltageSource）：調(diào)用辦法同前，按照?qǐng)D5-51所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；②VoltageMeasurement和CurrentMeasurement模塊：調(diào)用辦法同前，按照?qǐng)D5-51所示名稱命名；③并聯(lián)負(fù)載模塊ParalellRLCLoad：在SimPowerSystems模塊庫中Elements模塊中連續(xù)調(diào)用三次；所需功能模塊12第12頁④LinearTransformer模塊：在SimPowerSystems模塊庫中Elements模塊庫中調(diào)用；⑤Mux模塊：調(diào)用辦法同前；⑥Scope模塊：調(diào)用辦法同前，并按照?qǐng)D5-51所示名稱分別命名；⑦ToWorkspace模塊：調(diào)用辦法同前，將Variablename命名為：U_1_2，saveformat設(shè)置為Array；⑧Neutral模塊：在SimPowerSystems模塊庫中Connectors”里面連續(xù)調(diào)用三次，并按照?qǐng)D5-51所示參數(shù)設(shè)置接前13第13頁設(shè)置LinearTransformer模塊參數(shù)14第14頁P(yáng)aralellRLCLoad模塊(1)-（3）15第15頁變壓器副方電壓16第16頁變壓器原方電流I117第17頁變壓器副方電流I218第18頁在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面“SimPowerSystems”模塊庫中，包括有電力電子元件庫（PowerElectronics）。在PowerElectronics元件庫中，它基本上涵蓋了絕大多數(shù)電路所需開關(guān)元器件，如晶體二極管、GTO、IGBT、MOSFET、Thyristor、抱負(fù)開關(guān)、Three-LevelBridge和UniversalBridge等重要器件，其符號(hào)、名稱和封裝形式如圖5-57所示。下面以一些典型電路設(shè)計(jì)為例，將它們中最常用器件使用方法逐一進(jìn)行分析和解說。結(jié)識(shí)PowerElectronics模塊庫19第19頁P(yáng)owerElectronics庫中功能模塊符號(hào)、名稱和封裝形式20第20頁舉例8：構(gòu)建圖5-58所示利用IdealSwitch功能模塊設(shè)計(jì)電路，保存為exm_8.mdl。需要觀測(cè)：（1）流過IdealSwitch模塊電流和端電壓波形；（2）負(fù)載電流和端電壓波形。IdealSwitch功能模塊介紹21第21頁利用IdealSwitch功能模塊設(shè)計(jì)電路仿真模型22第22頁①交流電壓源（ACVoltageSource）：調(diào)用辦法同前，按照?qǐng)D5-58中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；②VoltageMeasurement和CurrentMeasurement模塊：調(diào)用辦法同前，按照?qǐng)D5-58所示名稱進(jìn)行命名；③串聯(lián)分支模塊SeriasRLCBranch：在SimPowerSystems模塊庫中Elements模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，按照?qǐng)D5-58中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；所需功能模塊23第23頁④Timer模塊：用于設(shè)計(jì)IdealSwitch模塊控制波形參數(shù)，在SimPowerSystems模塊庫中“Extralibrary”里面ControlBlocks中調(diào)用；⑤IdealSwitch模塊：在SimPowerSystems模塊庫中PowerElectronics模塊庫中調(diào)用；⑥D(zhuǎn)emux模塊：調(diào)用辦法同前；⑦Scope模塊：調(diào)用辦法同前，并按照?qǐng)D5-58所示名稱分別命名；⑧ToWorkspace模塊：調(diào)用辦法同前，將Variablename命名為U_I，saveformat置為Array。接前24第24頁設(shè)置IdealSwitch模塊參數(shù)25第25頁設(shè)置Timer模塊參數(shù)26第26頁流過IdealSwitch功能模塊電流及其端電壓 27第27頁負(fù)載電流和端電壓28第28頁舉例9：構(gòu)建圖5-63所示利用IGBT功能模塊設(shè)計(jì)電路，并保存為exm_9.mdl。需要觀測(cè)：（1）流過二極管電流Id波形；（2）流過電感器L1電流IL波形；（3）IGBT集電極電流Ic波形；（4）集電極與發(fā)射極之間電壓Uce波形；（5）負(fù)載端電壓U_load波形；（6）PulseGenerator模塊輸出控制波形。電容器C1端電壓波形；（2）電容器C2端電壓波形。IGBT功能模塊介紹29第29頁利用IGBT功能模塊設(shè)計(jì)電路仿真模型30第30頁①直流源（DCVoltageSource）：調(diào)用辦法同前，按照?qǐng)D5-63中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；②串聯(lián)分支模塊SeriasRLCBranch：在SimPowerSystems模塊庫中Elements模塊庫中調(diào)用，按照?qǐng)D5-63中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并命名為L(zhǎng)1；③VoltageMeasurement和CurrentMeasurement模塊：調(diào)用辦法同前，按照?qǐng)D5-63所示名稱進(jìn)行命名；④Diode模塊：在“SimPowerSystems”模塊庫中PowerElectronics模塊庫中調(diào)用，命名為D1；所需功能模塊31第31頁⑤IGBT模塊：在“SimPowerSystems”模塊庫中PowerElectronics模塊庫中調(diào)用；⑥Mux模塊：調(diào)用辦法同前；⑦Scope模塊：調(diào)用辦法同前，并按照?qǐng)D5-63中所示名稱分別命名；⑧并聯(lián)分支模塊ParalellRLCBranch：在SimPowerSystems模