matlab常用電路設計法

1、matlab常用電路設計法1matlab常用電路設計法2 在在Matlab6.X以上版本中，在以上版本中，在simulink里面里面的的“SimPowerSystems”的模塊庫中，包的模塊庫中，包含 有 線 路 元 件 庫 （含 有 線 路 元 件 庫 （ E l e m e n t s ） 。 在） 。 在Elements元件庫中，它基本上涵蓋了絕大元件庫中，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、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器件，其符號、名稱和封裝形式如圖5-

2、46所示。下面以一些典型電路的設計為例，所示。下面以一些典型電路的設計為例，將它們中的最常用器件的使用方法逐一進將它們中的最常用器件的使用方法逐一進行分析和講解。行分析和講解。 認識認識Element模塊庫模塊庫 matlab常用電路設計法3元件庫元件庫Elements中的功能模塊的符中的功能模塊的符號、名稱和封裝形式號、名稱和封裝形式 matlab常用電路設計法4Breaker功能模塊簡介功能模塊簡介 舉例舉例6：構(gòu)建圖：構(gòu)建圖5-47所示的利用所示的利用Breaker功功能 模 塊 設 計 的 控 制 電 路 ， 保 存 為能 模 塊 設 計 的 控 制 電 路 ， 保 存 為exm_6.

3、mdl。需要觀察：（。需要觀察：（1）控制信號；）控制信號；（2）負載電流波形；（）負載電流波形；（3）負載電壓波形。）負載電壓波形。 matlab常用電路設計法5利用利用Breaker功能模塊設計的控制電路仿功能模塊設計的控制電路仿真模型真模型matlab常用電路設計法6 交流電壓源（交流電壓源（AC Voltage Source）：在）：在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Electrical Sources模塊庫中調(diào)用，按照圖模塊庫中調(diào)用，按照圖5-47中所示中所示參數(shù)進行設置；參數(shù)進行設置； Voltage Measurement和和Current Measurem

4、ent模塊：在模塊：在SimPowerSystems的的模塊庫中的模塊庫中的measurements模塊中連續(xù)調(diào)用兩模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，并按照圖次，并按照圖5-47中所示名稱進行命名為中所示名稱進行命名為Iload和和U_T； 串聯(lián)性分支模塊串聯(lián)性分支模塊series RLC Branch：在：在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Elements模模塊中連續(xù)調(diào)用，構(gòu)建負載塊中連續(xù)調(diào)用，構(gòu)建負載ZL（包括電阻（包括電阻10和和電感器電感器100mH）；）；所需功能模塊所需功能模塊 matlab常用電路設計法7 Breaker模塊：在模塊：在SimPowerSystems的模塊

5、庫的模塊庫中的中的Elements模塊庫中調(diào)用；模塊庫中調(diào)用； Timer模塊：用于設計模塊：用于設計Breaker模塊的控制波模塊的控制波形參數(shù)，在形參數(shù)，在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Extra library里面的里面的Control Blocks中調(diào)用；中調(diào)用； Mux模塊：調(diào)用方法同前；模塊：調(diào)用方法同前； Scope模塊：在模塊：在Simulink模塊庫中的模塊庫中的sinks模塊模塊庫中連續(xù)調(diào)用三次，并按照圖庫中連續(xù)調(diào)用三次，并按照圖5-47中所示名稱分中所示名稱分別命名；別命名； To Workspace模塊：在模塊：在Simulink 模塊庫中的模塊

6、庫中的Sinks 模塊庫中調(diào)用，將其模塊庫中調(diào)用，將其Variable name命名命名為：為：U_I，save format設置為設置為Array。 接前接前 matlab常用電路設計法8設置設置Timer模塊的參數(shù)模塊的參數(shù) matlab常用電路設計法9負載電流負載電流I/A與控制信號與控制信號UC/V波形波形 matlab常用電路設計法10負載電壓波形負載電壓波形 matlab常用電路設計法11 舉例舉例7：構(gòu)建圖：構(gòu)建圖5-51所示的利用所示的利用Linear Transformer功能模塊設計的電路保存為功能模塊設計的電路保存為exm_7.mdl。需要觀察：（。需要觀察：（1）變壓器

7、原方）變壓器原方電流和副方電流波形；（電流和副方電流波形；（2）變壓器副方電）變壓器副方電壓波形。壓波形。Linear Transformer功能模塊簡介功能模塊簡介 matlab常用電路設計法12利用利用Linear Transformer設計的仿設計的仿真模型真模型 matlab常用電路設計法13 交流電壓源（交流電壓源（AC Voltage Source）：）：調(diào)用方法同前，按照圖調(diào)用方法同前，按照圖5-51所示參數(shù)進行所示參數(shù)進行設置；設置； Voltage Measurement和和Current Measurement模塊：調(diào)用方法同前，按照模塊：調(diào)用方法同前，按照圖圖5-51所示

8、名稱命名；所示名稱命名； 并聯(lián)負載模塊并聯(lián)負載模塊Paralell RLC Load：在：在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Elements模塊中連續(xù)調(diào)用三次；模塊中連續(xù)調(diào)用三次； 所需功能模塊所需功能模塊 matlab常用電路設計法14 Linear Transformer模塊：在模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Elements模模塊庫中調(diào)用；塊庫中調(diào)用； Mux模塊：調(diào)用方法同前；模塊：調(diào)用方法同前； Scope模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖5-51所示名稱分別命名；所示名稱分別命名； To Workspace模

9、塊：調(diào)用方法同前，將模塊：調(diào)用方法同前，將Variable name命名為：命名為：U_1_2，save format設置為設置為Array； Neutral 模塊：在模塊：在SimPowerSystems的模的模塊庫中的塊庫中的Connectors”里面連續(xù)調(diào)用三次，并里面連續(xù)調(diào)用三次，并按照圖按照圖5-51所示參數(shù)設置所示參數(shù)設置 接前接前 matlab常用電路設計法15設置設置Linear Transformer模塊模塊參數(shù)參數(shù) matlab常用電路設計法16 Paralell RLC Load模塊模塊(1)-（3） matlab常用電路設計法17變壓器副方電壓變壓器副方電壓 matla

10、b常用電路設計法18變壓器原方電流變壓器原方電流I1 matlab常用電路設計法19變壓器副方電流變壓器副方電流I2 matlab常用電路設計法20 在在Matlab6.X以上版本中，在以上版本中，在simulink里面里面的的“SimPowerSystems”的模塊庫中，包的模塊庫中，包含有電力電子元件庫（含有電力電子元件庫（Power Electronics）。在）。在Power Electronics元件元件庫中，它基本上涵蓋了絕大多數(shù)電路所需庫中，它基本上涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的開關元器件，如晶體二極管、的開關元器件，如晶體二極管、GTO、IGBT、MOSFET、Thyristor、理

11、想開關、理想開關、Three-Level Bridge和和Universal Bridge等重要器件，其符號、名稱和封裝形式如等重要器件，其符號、名稱和封裝形式如圖圖5-57所示。下面以一些典型電路的設計所示。下面以一些典型電路的設計為例，將它們中的最常用器件的使用方法為例，將它們中的最常用器件的使用方法逐一進行分析和講解。逐一進行分析和講解。 認識認識Power Electronics模塊庫模塊庫 matlab常用電路設計法21Power Electronics庫中功能模庫中功能模塊的符號、名稱和封裝形式塊的符號、名稱和封裝形式 matlab常用電路設計法22 舉例舉例8：構(gòu)建圖：構(gòu)建圖5-

12、58所示的利用所示的利用Ideal Switch功能模塊設計的電路，保存為功能模塊設計的電路，保存為exm_8.mdl。需要觀察：（。需要觀察：（1）流過）流過Ideal Switch模塊的電流和端電壓波形；（模塊的電流和端電壓波形；（2）負）負載電流和端電壓波形。載電流和端電壓波形。Ideal Switch功能模塊簡介功能模塊簡介 matlab常用電路設計法23利用利用Ideal Switch功能模塊設計功能模塊設計的電路的仿真模型的電路的仿真模型 matlab常用電路設計法24 交流電壓源（交流電壓源（AC Voltage Source）：調(diào)用方法同前，按照圖）：調(diào)用方法同前，按照圖5-5

13、8中所示參數(shù)進行設置；中所示參數(shù)進行設置； Voltage Measurement和和Current Measurement模塊：調(diào)用方法同前，模塊：調(diào)用方法同前，按照圖按照圖5-58所示名稱進行命名；所示名稱進行命名； 串聯(lián)分支模塊串聯(lián)分支模塊Serias RLC Branch：在在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Elements模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，按照模塊中連續(xù)調(diào)用兩次，按照圖圖5-58中所示參數(shù)進行設置；中所示參數(shù)進行設置； 所需功能模塊所需功能模塊 matlab常用電路設計法25 Timer模塊：用于設計模塊：用于設計Ideal Switch模模塊的控制波形參數(shù)，

14、在塊的控制波形參數(shù)，在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的“Extra library”里面的里面的Control Blocks中調(diào)用；中調(diào)用； Ideal Switch模塊：在模塊：在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Power Electronics模塊庫中調(diào)用；模塊庫中調(diào)用； Demux模塊：調(diào)用方法同前；模塊：調(diào)用方法同前； Scope模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖5-58所示名稱分別命名；所示名稱分別命名； To Workspace模塊：調(diào)用方法同前，將模塊：調(diào)用方法同前，將Variable name命名為命名為U_I，

15、save format置為置為Array。 接前接前 matlab常用電路設計法26設置設置Ideal Switch模塊參數(shù)模塊參數(shù) matlab常用電路設計法27設置設置Timer模塊參數(shù)模塊參數(shù) matlab常用電路設計法28流過流過Ideal Switch功能模塊的電功能模塊的電流及其端電壓流及其端電壓 matlab常用電路設計法29負載電流和端電壓負載電流和端電壓 matlab常用電路設計法30 舉例舉例9：構(gòu)建圖：構(gòu)建圖5-63所示的利用所示的利用IGBT功能模塊功能模塊設計的電路，并保存為設計的電路，并保存為exm_9.mdl。需要觀察：。需要觀察：（1）流過二極管電流）流過二極管

16、電流Id的波形；（的波形；（2）流過電）流過電感器感器L1的電流的電流IL的波形；（的波形；（3）IGBT集電極電集電極電流流Ic的波形；（的波形；（4）集電極與發(fā)射極之間電壓）集電極與發(fā)射極之間電壓Uce的波形；（的波形；（5）負載端電壓）負載端電壓U_load的波形；的波形；（6）PulseGenerator模塊輸出的控制波形。電模塊輸出的控制波形。電容器容器C1端電壓波形；（端電壓波形；（2）電容器）電容器C2端電壓波端電壓波形。形。 IGBT功能模塊簡介功能模塊簡介 matlab常用電路設計法31利用利用IGBT功能模塊設計的電路功能模塊設計的電路的仿真模型的仿真模型 matlab常用

17、電路設計法32 直流源（直流源（DC Voltage Source）：調(diào)用）：調(diào)用方法同前，按照圖方法同前，按照圖5-63中所示參數(shù)進行設中所示參數(shù)進行設置；置； 串聯(lián)分支模塊串聯(lián)分支模塊Serias RLC Branch：在：在SimPowerSystems的模塊庫中的的模塊庫中的Elements模塊庫中調(diào)用，按照圖模塊庫中調(diào)用，按照圖5-63中所示參數(shù)進中所示參數(shù)進行設置并命名為行設置并命名為L1； Voltage Measurement和和Current Measurement模塊：調(diào)用方法同前，按照模塊：調(diào)用方法同前，按照圖圖5-63所示名稱進行命名；所示名稱進行命名； Diode模塊

18、：在模塊：在“SimPowerSystems”的的模塊庫中的模塊庫中的Power Electronics模塊庫中調(diào)模塊庫中調(diào)用，命名為用，命名為D1； 所需功能模塊所需功能模塊 matlab常用電路設計法33 IGBT模塊：在模塊：在“SimPowerSystems”的模的模塊庫中的塊庫中的Power Electronics模塊庫中調(diào)用；模塊庫中調(diào)用； Mux模塊：調(diào)用方法同前；模塊：調(diào)用方法同前； Scope模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖模塊：調(diào)用方法同前，并按照圖5-63中所示名稱分別命名；中所示名稱分別命名； 并聯(lián)分支模塊并聯(lián)分支模塊Paralell RLC Branch：在：在SimPowerSy