)，一般不包括功率半導(dǎo)體器件的型號。它模擬了 軟件 的 SC 模型。目前電力電子電路的仿真主要是通過SPICEⅡ軟件實現(xiàn)的，因此本文采用另一臺MC3軟件對電力電子電路進行仿真。1、可控硅準(zhǔn)開關(guān)模型及其電路仿真 在可控硅的眾多模型中，可控硅雙三極管模型（見圖1）是比較實用的一種。R，R在這個模型中。

用于限制門的觸發(fā)電流。對于兩個晶體管Q和Q，要選擇的參數(shù)是：①兩個晶體管an和a的電流放大系數(shù)。：②Q、發(fā)射體電阻和接觸電阻R；③兩個三極管的反向飽和電流I，和12： ④雙三極管模型中的正向傳輸時間t⑤Q，集電極結(jié)電容C2·R 在此基礎(chǔ)上，作如下兩個假設(shè)：①靜態(tài)時，導(dǎo)通取電阻R。為0，所以對應(yīng)的模型參數(shù)R,=0： ②動態(tài)時，假設(shè)off-time和on-time足夠小，dVd:足夠大，所以對應(yīng)的模型參數(shù)t。， 和T。2、K C2 可以足夠小。仿真結(jié)果表明，雙三極管模型只需要選擇I和I2B的組合，p，因此，準(zhǔn)開關(guān)模型在雙三極管模型的基礎(chǔ)上進行了簡化。獲取參數(shù)的公式為：1=12=10至+07910；a,=a2=0.9 ; 6,=B2=a1/1-a)=9;R. =0.=0.4,d)Vom·(dV1d-;C= 1995-03-25 獲得第一作者 男 57歲副教授

北京科技大學(xué)學(xué)報。一種新的電力電子電路仿真方法電力電子電路的仿真關(guān)鍵詞電力電子電路、開關(guān)、建模、仿真，電力電子電路中有功率半導(dǎo)體器件等。然而，在常見的通用電子電路分析中< @軟件，比如，一般不包括功率半導(dǎo)體器件的模型，為了使用這些軟件實現(xiàn)電力電子電路的仿真首先要建立適合其仿真軟件的模型目前，電力電子電路的仿真大多是通過軟件完成的，因此本文使用另一個軟件來研究電力電子電路的仿真。準(zhǔn)開關(guān)模型及其電路仿真是眾多模型中的一種，圖中的雙三極管模型是比較實用的一種。在模型中，用于限制門極觸發(fā)電流的參數(shù)有：①兩個三極管的電流放大倍數(shù)和要選擇的參數(shù)。

②、發(fā)射極體電阻和接觸電阻標(biāo)尺，③兩個三極管的反向飽和電流電力仿真軟件下載，以及總'④正向渡越時間，'⑤集電極結(jié)電容。在雙三極管模型的基礎(chǔ)上，作如下兩個假設(shè)： ①靜態(tài)時取導(dǎo)通電阻。因此，當(dāng)對應(yīng)的模型參數(shù)為動態(tài)時，假設(shè)關(guān)斷時間和導(dǎo)通時間足夠小，也足夠大，因此對應(yīng)的模型參數(shù)α和α可以足夠小。仿真結(jié)果表明，雙三極管模型只需要選擇一組合適的參數(shù)，和參數(shù)，和參數(shù)，其他參數(shù)取準(zhǔn)開關(guān)模型的默認值如圖，和則可以實現(xiàn)切換功能。在此基礎(chǔ)上，可以增加硯臺和結(jié)的潛在積累。電容即發(fā)射結(jié)電容的選擇可以使該開關(guān)模型適用于感性負載電路的仿真。作用是當(dāng)結(jié)在反向電壓下關(guān)斷時，結(jié)由正向偏壓變?yōu)榉聪蚱珘海浣Y(jié)電容主要是由于勢壘電容的增加，形成一個回路來儲存能量未達到反向峰值電壓時的電感轉(zhuǎn)換。除了反射的集電極結(jié)電容外，它實際上變成了一個準(zhǔn)開關(guān)模型，使其適用于具有感性和容性負載的電路。因此，準(zhǔn)開關(guān)模型在雙三極管模型的基礎(chǔ)上進行了簡化。1111.幾個，. 還是 1., ，是的。. . , 1. 11 獲得第一作者，男，歲，副教授 DOI：10.13374/j.-053x.1996.06.015

Vol.18 No.6 鐘家珍等：一種新的電力電子電路仿真方法 565 3C2/4（因為0.5Ca2≤Ce!≤Ce）。公式的推導(dǎo)可參考文獻[2]。以KP50可控硅為例，使用MC3軟件模擬可控硅準(zhǔn)開關(guān)模型的特性及其整流特性。根據(jù)KP50可控硅的參數(shù)，得到可控硅準(zhǔn)開關(guān)模型的參數(shù)。KP50可控硅參數(shù)值：，=1V，I=80mA，L=140mA，T=2μs，dy/dt=30V/μs，d/dt=30A/μs?？煽毓铚?zhǔn)開關(guān)型號參數(shù)值：L1=I2=10-16A,B,=B2=9,R.=9Q,R,=28Q,Ce2=14.46×10-3μF,C1=1 0.84×10-3μF。對KP50可控硅及其電路的特性進行了仿真研究：①仿真可控硅導(dǎo)通時的壓降；② 模擬保持電流；③ 模擬門極觸發(fā)電流；④ 瞬態(tài)特性仿真；⑤ 單相半波可控整流電路仿真（阻性負載和感性負載）；⑥ 三相零型可控整流電路（阻性負載和感性負載）仿真。上述仿真結(jié)果與理論分析一致。限于篇幅，這里只給出三相零型L型負載。仿真電路及波形，三相零型感性負載電路如圖2所示，導(dǎo)通角為30°時，仿真結(jié)果如圖3所示?？v坐標(biāo)“5V”表示1路電壓。 5節(jié)點到地面，其他縱坐標(biāo)相同。在實際電路中，為了限制可控硅關(guān)斷 40 Q928 40 Q2 9 對 10 928 處的反向電流沖擊，陽極主電路必須接 QQQ”限流電感和兩端并聯(lián)的過壓保護電路晶閘管。因此，在圖2中考慮了限流電流2×105 2×102?！?0 10T感，20μH和RC吸收支路（電阻為16 2 17 18 2 402，電容為1F）。

鐘家珍等。一種新的電力電子電路仿真方法高清逼真手勢圖片，由于公式'，'的推導(dǎo)，可以參考文獻。現(xiàn)在以魏模型為例，用軟件來模擬開關(guān)模型的特性及其整流特性。準(zhǔn)開關(guān)模型的參數(shù)得到準(zhǔn)開關(guān)模型的參數(shù)值?！?一' 。， ， 全部' 。·該型及其電路特性的仿真研究包括①導(dǎo)通壓降仿真②保持電流仿真③門極觸發(fā)電流仿真④暫態(tài)特性仿真⑤單相半波可控整流電路阻性負載感性負載與仿真 ⑥ 三相零控整流電路阻性負載和感性負載仿真 以上仿真結(jié)果與理論分析一致。限于篇幅，這里只給出三相零型雙B負載。導(dǎo)通角為 時，可控整流仿真電路和波形三相零感負載電路如圖所示。仿真結(jié)果如圖所示時，縱坐標(biāo)“表示1號電功率”。

在實際電路中，為了限制關(guān)斷時的反向電流沖擊，必須在陽極主電路上接一個限流電感，并在晶閘管兩端并聯(lián)過壓保護電路。因此，圖中考慮限流電感，“取吸收支路電阻，取電容”。開關(guān)模型不能模擬瞬態(tài)特性。②這種電路模型的用途不同。月展柳牙‘雅依里’圖的三相電路模型”在計算新電路時需要重新計算模型參數(shù)。提取，非常方便電路設(shè)計人員使用，可以滿足工程設(shè)計的精度要求。③由于電路窗口分配的內(nèi)存有限，電路的復(fù)雜度受到限制。兩個Valuo和一個Linhu，圖2中的曲線儷影 2046， ， ， ， ， ，圖中的三相電路模型的仿真?！狈謩e是節(jié)點之間的關(guān)系， ， ， ， ， 。

·566· 北京科技大學(xué)學(xué)報，1996年第6期 如果用該模型構(gòu)成三相橋式整流器仿真電路，由于元件過多，無法實現(xiàn)。22個功率開關(guān)模型的仿真可控硅及其整流電路可以看作是一個可控的開關(guān)元件電力仿真軟件下載Contenta ARW ，因此也可以用功率開關(guān)模型進行仿真。完成仿真的關(guān)鍵是準(zhǔn)確實現(xiàn)電源開關(guān)的“開”和“關(guān)”控制。文獻[4,5]用SPICEⅡ軟件仿真時，其“開”和“關(guān)”控制是通過邏輯判斷來完成的，而MC3軟件本身就包含了電壓控制、流量的受控開關(guān)元件?？刂坪蜁r間控制，因此模擬的實現(xiàn)更容易。第一款可控硅開關(guān)型號：接10-6Q電阻，電流流過節(jié)點6和7之間的負載，當(dāng)電流≤<??@0.1A（即維持電流值）時，5和4節(jié)點的開關(guān)分別為閉合，10+6Ω電阻接通，可控硅關(guān)斷。兩種電源開關(guān)模型都可以通過外部電路獲得元件的耐壓、電流容量和關(guān)斷時間。，該方法類似于“可控硅準(zhǔn)開關(guān)模型”的特性仿真。(a) (b) 1+ 106 106 6 1+ V3/5/0) I0.1/0/0 2- 2-● d 圖4(a)和b)是模擬分別對由可控硅功率開關(guān)模型組成的可控硅單相和三相電路進行了第一和第二可控硅開關(guān)模型的分析，結(jié)果與理論一致。為幅度為5V的矩形波，即圖5中縱坐標(biāo)“6V”所描述的波形；V為外部正弦電壓源，即圖10 (a) (b) 350m 106 R10 2 -3501 -10 350[ T0.5/0/0 -350 30 -50 t/ms 圖5單相半波可控整流電路及電路波形（RL負載，α=30°）（圖5b中的曲線1、2、3、4為節(jié)點5、6、1、4處的Vt關(guān)系） (a) 分別) 為幅度為5V的矩形波，即圖5中縱坐標(biāo)“6V”所描述的波形；V為外部正弦電壓源，即圖10 (a) (b) 350m 106 R10 2 -3501 -10 350[ T0.5/0/0 -350 30 -50 t/ms 圖5單相半波可控整流電路及電路波形（RL負載，α=30°）（圖5b中的曲線1、2、3、4為節(jié)點5、6、1、4處的Vt關(guān)系） (a) 分別)

如果用該模型組成三相橋式整流仿真電路，由于元器件過多，無法實現(xiàn)功率開關(guān)模型和整流電路仿真。因此，它也可以看作是一種受控開關(guān)元件?？梢允褂秒娫撮_關(guān)模型對其進行仿真。完成仿真的關(guān)鍵是準(zhǔn)確實現(xiàn)電源開關(guān)的“開”和“關(guān)”控制。在文獻中，使用軟件進行模擬時，其“開”和“關(guān)”控制是通過邏輯判斷來完成的，而軟件包含了電壓控制、流量控制和時間控制的受控開關(guān)元件，因此更容易實現(xiàn)仿真。第一個開關(guān)模型使用元件庫中的壓控開關(guān)仿真，如圖所示。通過去除控制電壓，可以關(guān)閉和打開節(jié)點之間的受控開關(guān)。因此，受控開關(guān)和相應(yīng)的控制信號可以用來模擬元件。第二個開關(guān)模型是這個模型和前者的區(qū)別?！皁n”狀態(tài)和“off”狀態(tài)各由一個受控開關(guān)控制，以一個電阻來控制on狀態(tài)，通過十個電阻來模擬off狀態(tài)，如圖所示，間接觸發(fā)兩個節(jié)點的信號，，，兩個節(jié)點之間的開關(guān)閉合，導(dǎo)通，一個“電阻器連接到人，，負載電流在兩個節(jié)點之間流動，當(dāng)電流保持時，電流的值維持， ，兩個節(jié)點的開關(guān)閉合，第10個電阻接人，通過外接兩個電源開關(guān)模型可以關(guān)斷電路，得到元件的耐壓、電流容量和關(guān)斷時間，方法類似于特性仿真“準(zhǔn)開關(guān)模型”。由功率開關(guān)模型和二次開關(guān)模型組成的單相和三相電路的仿真結(jié)果與理論一致。這里只給出第二種功率開關(guān)模型及其控制信號組成的單相半波可控整流電路圖。它是一個有幅值的矩形波，即圖中縱坐標(biāo)“ ”所描述的波形是外加的正弦電壓源，即圖中︸、Dan、、︶、'︶、一弓兩胄飛鑲嵌其中石十墩粗糙，飛光廠、經(jīng)三司、博司九人、彩益廠枯燥?！丁?山-111-11單相半波可控整流電路及電路波形少女B負載，。圖中曲線, , , 分別為中間節(jié)點, , , , 位于第一級

卷。18 No. 6 鐘家珍等：一種新的電力電子電路仿真方法567. 5 在縱坐標(biāo)為“5V”描述的波形中，可控硅兩端有RC吸收支路和感性負載R和L。圖1中縱坐標(biāo)為“1V”和“4A”的波形。圖 5 為負載上電壓和電流的仿真波形。從圖中可以看出，SC°F關(guān)斷后，負載兩端的電壓會出現(xiàn)欠阻尼振蕩。這是因為可控硅關(guān)斷后，阻容吸收保護支路、負載和電源組成一個RLC二階電路，整個二階電路可以滿足R2(1億/C?° 5.但在實際電路中，為了滿足快速性的要求，動態(tài)過程往往處于欠阻尼狀態(tài)，因此圖 5 的仿真結(jié)果與實際相符。3 結(jié)論 本文討論了兩種適用于軟件MC3的可控硅模型，并用MC3軟件的電子電路進行了仿真，仿真結(jié)果與理論分析基本一致。兩種模型都具有良好的仿真速度。對于比較復(fù)雜的電力電子電路，在精度要求不高的情況下，功率開關(guān)模型比較適合：當(dāng)電路不太復(fù)雜，并且對精度有一定要求時，可以考慮采用可控硅準(zhǔn)開關(guān)模型。使用MC3軟件進行電路分析時，必須選擇步長和溫度。本文中的仿真波形基于適當(dāng)?shù)姆治?。步長和一定的溫度，因為步長或溫度不同，對分析結(jié)果有很大影響。參考文獻 I Lee FC, Chen DY. 一種用于輔助交流充電的 SCR 模型。

in: IEEE Power, 1981. 232~243 2 艾然, 鄒朝忠, 歐陽長聯(lián)。晶閘管模型及其電路的計算機仿真。南京航空航天大學(xué)學(xué)報, 1981, 23(4): 91~97 3 高勇, 趙旭東, 陳志明. 電力電子電路計算機輔助設(shè)計中的器件模型. 電力電子技術(shù), 1991(< @2): 52~ 56 4 Taib SB, LN, Wu ZL, W. Model for Power in Spice 2. IEEE on Power, 1992, 7(3):568 5 邢水權(quán), 吳兆林. 模擬電力電子電路方法. 電力電子技術(shù), 1992 (4): 6~11 New for Power 中革 of and .

中國USTB 在MC3 包的基礎(chǔ)上，“SCR 準(zhǔn)女巫模型”和“電源模型”是。的力量是。關(guān)鍵詞 功率 , SCR ,,

鐘家珍等。一種新的電力電子電路仿真方法。中間縱坐標(biāo)表示的波形為“ ”，兩端有吸收支路和感性負載，圖中縱坐標(biāo)“ ”和“ ”的波形為負載上的電壓。從圖中可以看出，關(guān)機后，負載兩端的電壓會出現(xiàn)欠阻尼振蕩。這是因為關(guān)斷后，吸收保護支路，負載和電源組成二階電路，整個二階電路滿足條件”，因為要消除振蕩，只需要修改支路條件使“”，但在實際電路中，出于對快速性的要求，動態(tài)過程往往處于欠阻尼狀態(tài)，所以圖中的模擬結(jié)果與實際結(jié)論是一致的。本文討論的結(jié)論是開發(fā)了兩個適用于軟件的模型并利用軟件分別對電力電子電路進行了仿真，仿真結(jié)果與理論分析基本一致。兩種模型都具有良好的仿真速度。對于比較復(fù)雜的電力電子電路，在精度要求不高的情況下，功率開關(guān)模型比較適合。當(dāng)電路不太復(fù)雜，對精度有一定要求時，可以考慮使用準(zhǔn)開關(guān)模型軟件進行電路分析，必須選擇步長和溫度。本文中的仿真波形處于適當(dāng)?shù)姆治霾介L和一定的溫度。分析結(jié)果明顯受到步長或溫度差異的影響。參考文獻，·，艾然，鄒朝忠，歐陽長連，晶閘管模型及其電路的計算機仿真，南京航空航天大學(xué)，易高勇，趙旭東，陳志明，電力電子電路計算機輔助設(shè)計中的器件模型電力電子技術(shù), 1, , , , , 邢水權(quán), 吳兆林, 一種電力電子電路的仿真方法 電力電子技術(shù), 1, , , "一", ,