基于PSCAD的直流斬波電路的仿真

摘 要:現代電力電子技術其理論性和實踐性較強，電路和波形圖多且復雜。在電磁暫態分析軟件PSCAD中建立Buck-chopper電路的仿真模型，在此基礎上對直流斬波電路進行了較詳細的仿真分析。仿真波形與常規分析方法得到的結果一致，證實了PSCAD軟件能夠在電力電子技術仿真和研究中具有較好的應用價值。

關鍵詞:PSCAD; 直流斬波電路; 建模; 仿真

中圖分類號:TM13 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0209-02

Simulation of DC Chopping Circiut Based on PSCAD

TANG Ren-biao

(Jingyin Polytechnic College， Jiangyin 214405， China)

Abstract: A simulation model of Buck-chopper circuit was established in electromagnetic transient analysis software PSCAD. The simulation analysis of DC chopping circiut is performed attentively on the basis of the model. The simulation waveform is consistent with the results gotten by the method of conventional analysis. The result confirms that the PSCAD software can be applied to the power electronics technology simulation and research.

Keywords: PSCAD; DC chopping circiut; modeling; simulation

在電力電子技術中，將直流電的一種電壓值通過電力電子變換裝置變換為另一種固定或可調電壓值的變換，稱為直流-直流變換。由于其基本原理是利用開關器件對輸入電壓波形周期性地“斬切”，因此也常稱為斬波器。開關型直-直換流器廣泛用于直流開關穩壓電源和直流電機驅動等領域中。有許多的文獻與雜志用不同的電力電子仿真軟件對其進行了仿真[1-5] ，這里主要討論了PWM(脈沖寬度調制)控制方式的降壓電路(Buck Chopper)，并應用可視化電磁暫態仿真軟件PSCAD，對該電路及降壓電路進行了建模，并對仿真結果進行了分析，得到了一種直觀、快捷分析直流變換電路的新方法。

1 直流斬波電路工作原理

直流降壓斬波電路原理圖如圖1(a)所示[6-7] 。圖中用理想開關S代表實際的電力電子開關器件;R為純阻性負載。當開關S在ton時間接通時，加到負載電阻上的電壓Uo等于直流電源Ud。當開關S在toff時間斷開時，輸出電壓為零，直流變換波形如圖1(b)所示。

輸出電壓平均值為:

UR=uR=1Ts∫Ts0uRdt=1Ts∫ton0Uddt

=Udtonton+toff=tonTsUd=DUd

(1)

式中:ton為斬波開關S在一個周期內的導通時間;toff為斬波開關S在一個周期內的關斷時間;Ts為斬波周期;D為占空比，D=ton/Ts。……