matlab常用電路設(shè)計法

1、matlab常用電路設(shè)計法1matlab常用電路設(shè)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(shè)計為例，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(jìn)將它們中的最常用器件的使用方法逐一進(jìn)行分析和講解。行分析和講解。 認(rèn)識認(rèn)識Element模塊庫模塊庫 matlab常用電路設(shè)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(shè)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(shè) 計 的 控 制 電 路 ， 保 存 為能 模 塊 設(shè) 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(fù)載電流波形；（）負(fù)載電流波形；（3）負(fù)載電壓波形。）負(fù)載電壓波形。 matlab常用電路設(shè)計法5利用利用Breaker功能模塊設(shè)計的控制電路仿功能模塊設(shè)計的控制電路仿真模型真模型matlab常用電路設(shè)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(jìn)行設(shè)置；參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(jìn)行命名為中所示名稱進(jìn)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(fù)載塊中連續(xù)調(diào)用，構(gòu)建負(fù)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(shè)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(shè)計模塊：用于設(shè)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(shè)置為設(shè)置為Array。 接前接前 matlab常用電路設(shè)計法8設(shè)置設(shè)置Timer模塊的參數(shù)模塊的參數(shù) matlab常用電路設(shè)計法9負(fù)載電流負(fù)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(shè)計法10負(fù)載電壓波形負(fù)載電壓波形 matlab常用電路設(shè)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(shè)計的電路保存為功能模塊設(shè)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(shè)計法12利用利用Linear Transformer設(shè)計的仿設(shè)計的仿真模型真模型 matlab常用電路設(shè)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(jìn)行所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；設(shè)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(fù)載模塊并聯(lián)負(fù)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(shè)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(shè)置為設(shè)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(shè)置所示參數(shù)設(shè)置 接前接前 matlab常用電路設(shè)計法15設(shè)置設(shè)置Linear Transformer模塊模塊參數(shù)參數(shù) matlab常用電路設(shè)計法16 Paralell RLC Load模塊模塊(1)-（3） matlab常用電路設(shè)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(shè)計法18變壓器原方電流變壓器原方電流I1 matlab常用電路設(shè)計法19變壓器副方電流變壓器副方電流I2 matlab常用電路設(shè)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(guān)元器件，如晶體二極管、的開關(guān)元器件，如晶體二極管、GTO、IGBT、MOSFET、Thyristor、理

11、想開關(guān)、理想開關(guān)、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(shè)計所示。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為例，將它們中的最常用器件的使用方法逐一進(jìn)行分析和講解。逐一進(jìn)行分析和講解。 認(rèn)識認(rèn)識Power Electronics模塊庫模塊庫 matlab常用電路設(shè)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(shè)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(shè)計的電路，保存為功能模塊設(shè)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(fù)）負(fù)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(shè)計法23利用利用Ideal Switch功能模塊設(shè)計功能模塊設(shè)計的電路的仿真模型的電路的仿真模型 matlab常用電路設(shè)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(jìn)行設(shè)置；中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(jìn)行命名；所示名稱進(jìn)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(jìn)行設(shè)置；中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 所需功能模塊所需功能模塊 matlab常用電路設(shè)計法25 Timer模塊：用于設(shè)計模塊：用于設(shè)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(shè)計法26設(shè)置設(shè)置Ideal Switch模塊參數(shù)模塊參數(shù) matlab常用電路設(shè)計法27設(shè)置設(shè)置Timer模塊參數(shù)模塊參數(shù) matlab常用電路設(shè)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(shè)計法29負(fù)載電流和端電壓負(fù)載電流和端電壓 matlab常用電路設(shè)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(shè)計的電路，并保存為設(shè)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(fù)載端電壓）負(fù)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(shè)計法31利用利用IGBT功能模塊設(shè)計的電路功能模塊設(shè)計的電路的仿真模型的仿真模型 matlab常用

17、電路設(shè)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(jìn)行設(shè)中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(jìn)中所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并命名為行設(shè)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(jìn)行命名；所示名稱進(jìn)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(shè)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