基于matlab高功率因数可逆变流器的仿真研究

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1、基于Matlab高功率因数可逆变流器的仿真研究

2、第1摘要：本文对一种单相高功率因数可逆电流变换器在理论上进行了介绍，在此基础上运用MATLAB5.3建立了仿真模型并对整个电路进行仿真，最后与500VA的实验样机的实验结果进行了对比。关键词：可逆变流器仿真/模型脉宽调制电力系统模块库Abstract：ThispapertakesatheoreticalanalysisofaPrectifiercircuit.OnthisbaseaconvertersimulationmodelbasedonMat

3、labisestablishedandputerdigitalsimulationulationmodelisverifiedbyparingtheMatlabsimulationresultentresultofthe500VAPrectifier.keyulation/modelPPoBlockest1引言近年来，随着全控器件和P技术的发展，高功率因数可逆变流器已从理论逐步走向应用。为了验证理论分析和电路设计的正确性，更主要的是深入分析各类参数和控制模块中的各个参数对系统工作状况和输出特性的

4、影响，需对此系统进行计算机仿真。MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图象处理等于一体，具有极高的编程效率。MATLAB的推出，为广大科技工提供了一个简便、实用的工具。MATLAB提供的SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。SIMULINK软件包的问世给系统分析者带来了极大的方便。2可逆整流电路简介可逆整流电路主电路如图1所示。其中es为电源相电压,Ls是输入电感，VT1~VT4构成可逆变流器的二个桥臂，它的结构和

5、普通变流器相同。500)this.style.ouseg(this)">图1单相可逆整流电路直流侧接有滤波电容C，其上电压为500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">,500)this.style.ouseg(this)">是负载。所谓双向变流器的控制就是对变流器的4个开关施以某种P调制，使变流器输入点的电压基波是一个与外加电压Es成某一电角度的同频率的正弦波Us。采用电流直接控制技术的可逆整流器的控制电路由电压环和电流环组成

6、（如图2），电流环主要是使输入的电流正弦化，以实现高功率因素，电压环是为了稳定输出电压。500)this.style.ouseg(this)">图2控制电路框图3可逆变流器电路的仿真模型的建立3.1功率电路的仿真在MATLAB5.3的Simulink库中，找到电力系统工具箱（PoBlockest），在其中的electricalsources库中有交流电源，可作为输入激励源，用鼠标双击此图标就会弹出对话框，进行参数设定。电力系统工具箱中的elements库中没有单独的电阻、电感、电容模型，而只有它

7、们的串联（seriesRLCbranch）和并联（parellelRLCbranch）支路。因为任何实际电感都会有一定的发热特性即有功损耗。所以我们把升压电感的仿真模型设为电阻与电感的并联，而把seriesRLCbranch中的电容设为inf即无穷大。系统的负载采用纯电阻负载，把电感设为0，电容设为inf。单相功率整流桥的实现。在electricalelements的元件库中，有多种功率开关模型，这里就有一个选择的问题。若功率电路由MOSFET构成，则可选用其中的MOSFET模型。把MOSFET

8、模型建成如图所示的桥式电路。MOSFET的参数有：［MOSFET的阻抗］［MOSFET的电感］［内部二极管的电阻］［初始电流］［缓冲电阻］［缓冲电容］。由于二极管本身就有一个二极管，所以无须在另加反并的二极管了。然后再在第一个上下桥臂的MOSFET测试端加上功率测量模块。这样MOSFET桥的仿真模块就建成了。如图3示：500)this.style.ouseg(this)">图3功率电路仿真模型3.2控制模块的建立控制模型是功率变换系统的核心部分，因为它涉及电路的工作特性，输出特性，输出参数的技术

9、指标等问题。本系统的总体控制结构是通过输出电压、输入电流的反馈得到正弦误差信号，再与一定频率的三角波交截产生正弦脉宽调制信号，用来控制整流桥的工作。从Simulink库中找出常数模块（constant）作为电压基准500)this.style.ouseg(this)">（，把用电压表模块（voltagemeasurement）所测得电压经过gain模块衰减后与500)this.style.ouseg(this)">通过sum模块作差，把误差信号经过PI调节器和限幅模块在送到电流环。电压误差信号和