PSIM仿真(提高)
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作用：控制晶闸管开关或桥的延迟角。 控制器有3 个输入： 1. α 值：移相α 角度延迟 2. 同步信号：同步信号从低到高的转变（0 到1），提供了同 步，并且与延迟角α 等于0 的时刻相一致。 3. 使能信号：使能输出。
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
G(s) Y (s) 1 sT k E (s) sT
控制回路的结构框图
其中，传递函数中k和T分别通过以下设置框Gain和Time Constant 进行设置。
Байду номын сангаас
比例系数k 时间常数T
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
仿真分析：
•滤波参数调整的控制效果 •PI参数调整的控制效果 •负载变化的控制效果 •输入扰动的控制效果
电力电路
开关控制器
传感器
控制电路
图1 由以上4部分构成一个闭环控制系统
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
开关控制
电力电路
传感器
控制电路
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
电压单闭环仿真电路具体搭建过程
1、在上一次课程的基础的电路基础上添加电压传感器 将电压传感器放置在需要控制的电路处
3、当给定不同的电流值时，选择合适的PI参数能够得到稳定的 输出电流波形；
4、从输出电流波形和PWM控制波形图可以看出，当输出电流
越大（分别取2A和4A，但小于4.8A）时，其PWM控制波形的 占空比调节越大。
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
实际应用中电力电子系统还需要注意的几个问题 （软启动、调节范围、给定与反馈精度）
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
总结
1、建立一般的闭环时域仿真方法，对Buck电路进行仿真； 2、通过使用模块化的子电路结构，使仿真电路变得清晰、明了，
并且便于以后使用不同控制算法的修改；
第三讲
电力电子仿真软件PSIM应用提高
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
下周2 （808.811） -------- 9,10节实验课
自动化与信工程学院电气系 作业1：
--电子线路CAD--
预习开关电源课本或自查资料，仿真分析BOOST 电 路工作在电感电流连续（CCM）模式下的工作波形 (电感的电流和电压；输出电压；开关管电流，二极 管电流) ，并用仿真结果验证输入和输出电压的升压 关系 输入： 48V L= 4mL， C=60uF F=50kHz
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
2、将开关电路中的开关管PWM发生器用以下电路代替
被代替
控制电路
控制波形
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
3、控制电路的具体设计
控制输出 给定电压 载波信号
反馈信号
控制电路
控制思想：
将给定电压和反馈电压之差作为PI控制器的输入信号；
经PI运算之后，通过限幅处理；
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
5、完成子电路设置
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
通过以上两种方式的闭环控制电路结构的建立，以及仿真， 可以获得以下仿真波形。
输出电流（2A）和PWM控制波形
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
输出电流（4A）和PWM控制波形
--电子线路CAD--
2、编辑子电路
将此部分电路放置到
子电路中
子方块内部架构编辑视窗
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
3、编辑输入管脚
接口名称
Port Place
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
4、改变子电路的尺寸大小
设置尺寸大小
L
S
Vin
+ Cin
+
D Co R
Vo -
•BUCK如何实现调节输出？ •哪些因素会影响BUCK开环电路的输出变化？ •开关频率对电路输出有何影响？ •滤波对电路有何影响？
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
一个闭环控制系统在PSIM里表现为4个部分： 电力电路，控制电路，传感器和开关控制器。
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
电流单闭环仿真电路图
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
模块化的方法
将控制电路用一个模块整体来代替
电力电路
控制电路
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
1、产生一个新的子电路
新的子电路 对此方块点双击左键 进行内部电路编辑
自动化与信工程学院电气系
自动化与信工程学院电气系 PSIM应用中的几个补充说明 --电子线路CAD--
•版本区别说明：
导线颜色
元件设置 观察设置
9.0版本
低版本
9.0版本
低版本
•自动化与信工程学院电气系 选择复制图片说明：
--电子线路CAD--
•自动化与信工程学院电气系 电流探针的说明：
--电子线路CAD--
α控制器
与载波信号进行比较，其输出作为控制波形。
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
控制回路的波形
控制输出 给定电压 载波信号
控制电路
反馈信号
载波信号波形
控制波形
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
Vref
+ -
e PI控制器
1
Buck Converter
Vo
限幅
PSIM中
PI控制器的传递函数为：
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
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G(s) Y (s) 1 sT k E (s) sT
控制回路的结构框图
其中，传递函数中k和T分别通过以下设置框Gain和Time Constant 进行设置。
Байду номын сангаас
比例系数k 时间常数T
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仿真分析：
•滤波参数调整的控制效果 •PI参数调整的控制效果 •负载变化的控制效果 •输入扰动的控制效果
电力电路
开关控制器
传感器
控制电路
图1 由以上4部分构成一个闭环控制系统
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开关控制
电力电路
传感器
控制电路
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电压单闭环仿真电路具体搭建过程
1、在上一次课程的基础的电路基础上添加电压传感器 将电压传感器放置在需要控制的电路处
3、当给定不同的电流值时，选择合适的PI参数能够得到稳定的 输出电流波形；
4、从输出电流波形和PWM控制波形图可以看出，当输出电流
越大（分别取2A和4A，但小于4.8A）时，其PWM控制波形的 占空比调节越大。
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实际应用中电力电子系统还需要注意的几个问题 （软启动、调节范围、给定与反馈精度）
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总结
1、建立一般的闭环时域仿真方法，对Buck电路进行仿真； 2、通过使用模块化的子电路结构，使仿真电路变得清晰、明了，
并且便于以后使用不同控制算法的修改；
第三讲
电力电子仿真软件PSIM应用提高
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下周2 （808.811） -------- 9,10节实验课
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预习开关电源课本或自查资料，仿真分析BOOST 电 路工作在电感电流连续（CCM）模式下的工作波形 (电感的电流和电压；输出电压；开关管电流，二极 管电流) ，并用仿真结果验证输入和输出电压的升压 关系 输入： 48V L= 4mL， C=60uF F=50kHz
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2、将开关电路中的开关管PWM发生器用以下电路代替
被代替
控制电路
控制波形
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3、控制电路的具体设计
控制输出 给定电压 载波信号
反馈信号
控制电路
控制思想：
将给定电压和反馈电压之差作为PI控制器的输入信号；
经PI运算之后，通过限幅处理；
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5、完成子电路设置
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通过以上两种方式的闭环控制电路结构的建立，以及仿真， 可以获得以下仿真波形。
输出电流（2A）和PWM控制波形
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输出电流（4A）和PWM控制波形
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2、编辑子电路
将此部分电路放置到
子电路中
子方块内部架构编辑视窗
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3、编辑输入管脚
接口名称
Port Place
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4、改变子电路的尺寸大小
设置尺寸大小
L
S
Vin
+ Cin
+
D Co R
Vo -
•BUCK如何实现调节输出？ •哪些因素会影响BUCK开环电路的输出变化？ •开关频率对电路输出有何影响？ •滤波对电路有何影响？
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一个闭环控制系统在PSIM里表现为4个部分： 电力电路，控制电路，传感器和开关控制器。
自动化与信工程学院电气系
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电流单闭环仿真电路图
自动化与信工程学院电气系
--电子线路CAD--
模块化的方法
将控制电路用一个模块整体来代替
电力电路
控制电路
自动化与信工程学院电气系
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1、产生一个新的子电路
新的子电路 对此方块点双击左键 进行内部电路编辑
自动化与信工程学院电气系
自动化与信工程学院电气系 PSIM应用中的几个补充说明 --电子线路CAD--
•版本区别说明：
导线颜色
元件设置 观察设置
9.0版本
低版本
9.0版本
低版本
•自动化与信工程学院电气系 选择复制图片说明：
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•自动化与信工程学院电气系 电流探针的说明：
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α控制器
与载波信号进行比较，其输出作为控制波形。
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控制回路的波形
控制输出 给定电压 载波信号
控制电路
反馈信号
载波信号波形
控制波形
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Vref
+ -
e PI控制器
1
Buck Converter
Vo
限幅
PSIM中
PI控制器的传递函数为：