PSPICE仿真综合实验.pdf

、仿真软件

一、PSpice简介：
PSpice是较早出现的EDA<ElectronicDesignAutomatic,电路设计自动化>软
件之一,也是当今世界上著名的电路仿真标准工具之一。目前广泛使用的
PSpice5.1以后版本是Microsim公司于1996年开发的基于Windows环境的仿真
程序,并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商
OrCAD公司与Microsim公司正式合并,自此Microsim公司的PSpice产品正式并
入OrCAD公司的商业EDA系统中,成为OrCAD/PSpice。但PSpice仍然单独销
售和使用,并不断推出新的版本。
二、PSpice的优越性
电路系统仿真方面,PSpice可以说独具特色,是其他软件无法比拟的,它是一
个多功能的电路模拟试验平台,PSpice软件由于收敛性好,适于做系统及电路级仿
真,具有快速、准确的仿真能力。其主要优点有：
1.图形界面友好,易学易用,操作简单
2.实用性强,仿真效果好
3.功能强大,集成度高
三、PSPICE可执行的主要分析功能
本综合试验以ORCAD16.3为仿真平台仿真实验,该平台中PSpice可以分析
的类型有以下9种,每一种分析类型的定义如下：
（1）直流〔DC分析：也叫直流扫描分析是指电路中的某参数在一定范围内变
化时,对电路的直流输出特性的分析和计算。
（2）交流〔AC分析：主要功能是计算电路的交流小信号线性频率响应特性,
包括幅频特性和相频特性,以及输入和输出阻抗等。
（3）噪音〔Noise分析：是指在每个设定的频率点上,计算电路指定输出端的等
效输出噪音和制定输入端的等效输入噪声电平。
（4）直流工作点〔OP分析：是指当电感短路、电容开路时,电路中的静态工作
点的计算。在进行交流小信号分析和瞬态分析之前,系统将自动计算直流
工作点,以确定瞬态分析的初始条件和交流小信号条件下的非线性器件的
线性化模型参数。
（5）瞬态分析：是指在给定输入激励信号作用下,电路输出的瞬态始于响应的
计算。进行瞬态分析时,电路的初始状态可以由用户指定,当无用户指定值
时,系统自动将直流工作点计算值作为系统的初始状态。
（6）统计分析：包括容差分析和最坏情况分析。容差分析是指当电路中的元件
参数偏离其标称值时,电路输入输出特性的分析和计算最坏情况分析是指
电路中的元件都处于其容差边界时的电路输入输出特性的分析,是蒙特卡
罗统计分析的极限情况。
（7）参数扫描分析：是指定参数按照指定的规律变化时,电路特性的分析和计
算。
（8）温度分析：PSpice程序通常是在标准温度即27℃进行各种分析和模拟,当
用户制定温度时,可以分析电路在不同温度下的特性。
（9）灵敏度分析：计算电路中元件的参数变化对输出变化的影响,它包含直流
灵敏度和交流灵敏度。直流灵敏度是指在直流分析时,计算电路指定输出
端对所有元件参数单独变化时的灵敏度。交流灵敏度是指在指定的频率范

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,计算电路的输入输出变量对全部元件参数变化的灵
敏度。
、综合实验

SPWM技术的单相PWM逆变电路的PSpice仿真
图1单相PWM逆变电路拓扑
1、原理分析
uuuu
采用与c相比较的方法生成PWM信号:当s＞c时,功率开
uuu
关S1、S3导通,逆变电路输出电压等于U;当＜时,功率开关
odsc
u
S2、S4导通,输出电压等于—U随着开关管以载波频率轮换导通,逆变器输
od

出电压u不断在正负U间切换。
od
2、模型仿真
图2单相半桥逆变电路仿真图
图3双极性SPWM信号的产生图
图4单相双极性SPWM波形
图5单相双极性SPWM电流仿真结果
图6单相双极性SPWM负载两端电压仿真结果
图7单相电压频谱特性
图8负载端电压频谱分析
3、参数设置
图9瞬态仿真参数设置
图10spwm信号产生参数设置
二、基于SPWM技术的三相PWM逆变电路的PSpice仿真
1、原理分析

习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管〔VT1、VT3、VT5称为共阴极组；

阳极连接在一起的3个晶闸管〔VT4、VT6、VT2称为共阳极组。此外,习惯上希望
晶闸管按从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与

a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、

c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知,按此编

号,晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。此主电路要求带反电动
势负载,此反电动势E=60V,电阻R=10Ω,电感L无穷大使负载电流连续。其原理
如图11所示。

图11三相桥式全控整理电路原理
图12三相半桥逆变电路仿真图
2、模型仿真

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