前言
PSIM(Power Simulation)是电力电子和电机领域的专业仿真工具,使用该软件也有4年多的时间,平时也是有需要验证变换器工作原理或分析电路原理才有用到,对软件的基本功能有所了解和使用,前期利用PSIM平台研究过LLC谐振变换器、谐振变换器、逆变器和PFC变换器等,对变换器原理分析有一定的基础。在专业的不断精进的道路上,愈发的觉得软件仿真的重要性,它可以完成想法的论证,方案评估等,可以节约开发时间和成本等。
在此,将个人学习过程的经验加以总结。
目录
1、参数文件(Parameter File)配置
2、“File”在LLC谐振变换器仿真模型中的应用
1、参数文件(Parameter File)配置
在变换器模型搭建过程中会遇到许多的电容、电阻、电压源和变压器等参数的修改,一般可以选择双击元件即可修改,这种方法对于小模型、参数少的情况比较适用;在模型较大、参数较多的情况下,修改十分不便,需要采用参数统一管理方法,PSIM中可以选择“File”进行参数管理,“File”元件如图1所示。
图1 “File”元件
File Name:为参数文件命名,采用自定义方式,可以根据自身喜好命名。
参数文件支持文本创建,其格式可以为:① 定义变量值;② 定义数学表达式;③ 对于使用SimCoder选件可以定义全局变量;④ 支持十次幂,单位可以忽略。
Note:对于一元减号,若减号位于数字前,则减号具有更高的优先级,被认为是数字的一部分。若一元减号在变量前,则认为减号不是变量的一部分。与以前的版本(V12.0.3及更早版本)中有所不同,之前版本认为一元减号是变量的一部分。
Note:与之前版本不同,“%”不再作为注释符,注释必须采用“//”;定义变量必须使用等号。
支持的数据类型:浮点、整数、复数、字符串和数组。
支持的运算符和数学函数:运算符、计算函数、控制及其他功能、数组函数、字符串函数、复数、文件函数和图像函数。
Note:所有三角函数均采用弧度制。
更详细的介绍可以根据自己需求查阅“Help”。
参数文件结构:当电路原理图中使用参数文件元素时,它与它所在的电路具有相同的层次结构。在高级电路的参数文件中定义的变量可以在所有低级电路中使用,但反之则不行。另外,在电路中的参数文件中定义的变量不能在同一级别的另一个电路中使用。
比如,主电路包含一个参数文件“main_param.txt”,主电路包含S1和S2两个子电路,其中参数文件“sub1_param.txt”在S1中,另一个参数文件“sub2_param.txt”在S2中。在“main_param.txt”中定义的变量可以在S1和S2电路以及参数文件“sub1_param.txt”和“sub2_param.txt”中使用。但是,在“sub1_param.txt”或“sub2_param.txt”中定义的变量不能在高级主电路和“main_param.txt”中使用。
相似地,由于子电路S1和S2是并行的,在“sub1_param.txt”中定义的变量不能在子电路S2和“sub2_param.txt”中使用,反之亦然。
参数文件路径:当PSIM保存包含参数文件元素的原理图时,它将保存参数文件的相对路径和绝对路径信息,以及参数文件内容的副本。
当PSIM加载带有参数文件元素的原理图时,它将按照以下顺序搜索和加载参数文件:相对路径(相对于原理图文件)、绝对路径和本地路径(原理图文件所在的本地文件夹)。如果PSIM仍然找不到参数文件,它将从保存在原理图文件中的副本中在本地原理图文件夹中创建参数文件。
2 “File”在LLC谐振变换器仿真模型中的应用
下面以PSIM中的“Examples”样例,LLC谐振变换器为例,学习“File”元件的使用方法。变换器模型如图1所示。关于LLC的原理在星球号中已详细讲述。
(a)功率模型
(b)控制模型
图1 基于PSIM的LLC谐振变换器模型
仿真参数:输入电压20~40V,输出电压420V/320W,工作频率fs=200kHz
步长:1e-8s,时间:0.008s
当t=0.005s时,增加负载。
仿真模型中,电压源、谐振元件参数、变压器参数及控制环路参数均在“File”中进行定义,如图2所示。
图2 “File”参数文件
仿真结果如图3所示。
(a) 输出电压
(b) 谐振元件波形
(c) 图(b)展开波形
(b)电流波形
(e)控制器关键波形
图3 仿真波形
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