EDA仿真技术在电力电子技术实践教学中的应用.pdf

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斓湖翮骥骥辩i豢麟鬃鎏蒸纂鬟藜在电力电孑技术察跋教学中镑应用F_DA够真罐幕墼皇墅窭lI31_文亚凤刘囱幂Multisim简介Multisim是EWB的升级版，它继承了中图分类号：G434文献标识码：B文章编号：1671—489X(2006)05～0031—03电力电子技术是20世纪后半叶发展起来的一门崭新的技术，是电气工程及其自动化、工业自动化等专业的一门重要基础课程。随着电力电子技术的迅猛发展，该课程教学内容越来越丰富，教学要求也越来越电力电子技术是一门实践性很强的应用技术，波形分析法是电力电子技术解释工作原理的传统方法。该课程通过分析各类电力电子器件的导通、关断情况来理解整流、逆变、斩波等典型电路的工作原理，从而得出电路各点的电流、电压波形。这样，教学中不但要有大量的波形分析内容，还不可避免地需要大量挂图。但是，只靠图形来说明缺乏真实性(手工绘出的波形还缺乏灵活性)，而且在实际应用和分析中，由于电路类型多，波形变化多，学生在学习时往往感到波形分析复杂，从而影响到学生的学习效果和教学质量。另外，电力电子实验所涉及的都是功率器件，需要三相电源及示波器等，既费钱又费时，并且危险性大。因此，有必要探索新的教学辅助手段，变抽象为具体，变枯燥为生动，形象直观地进行教学。这将有助于激发学生学习兴趣，提高教学质量。以计算机辅助分析和设计为基础的电子设计自动化EDA成为现代电力电子电路设计的关键技术，已得到广泛应用。本文介绍的Multisim是最新版本的电路模拟软件，用其分析和设计电力电子电路非常快捷和方便。下面着重对Multisim在电力电子教学中的应用进行探索，并给出应用实例，摘要阐述了EDA仿真技术在电力电子技术实践教学中的应用，并以Boost电路为例对其进行了分析。关键词仿真技术：电力电子教学；Boost电路EmulationalPowerTeaching／／WenXiangjunwords02206，Beijing，China高，1中国教育技术装备2006年第05期ApplicationofEDATechnologyElectricandElectronPracticeYafeng，LiuAbstractTheapplicationemulationaltechnologyelectricpowerelectronpracticeteachingisintroducedinthispaper，andBoostcircuitryanalyzedexample．Keyemulationattechnology；electricAuthor'saddressDepartmentInformationEngineering，NorthChinaUniversity，1TeachingStudyteaching；asan●。
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习■司硎叫口呈垒垒堡曼蕉壅童里丑里三蕉壅塞矍夔兰虫堡奥旦_I从略)：U。=芒景。这里D为占空比。EWB的许多优点：系统高度集成，界面直Boost电路仿真举例Width为0．52．2仿真分析观，操作方便，具有数字、模拟及数字／模拟混合电路的仿真能力，分析和测试手段完备，提供了多种输入／输出接口。另外，它还进行了较大改进：(1)极大地扩充了元件数据库。它有多种电力器件模型，在二极管库中有晶闸管SCR、双向晶闸管TRIAC；在三极管库中有IGBT、功率MOSFET；在电源库中有脉冲源，各种受控源，分段线性源等，便于实现电力电子器件所需的各种触发信号。特别是它新增了大量与现实元件对应的实际模型，从而确保了仿真结果的真实性和实用性。(2)允许用户自定义元器件的属性。(3)允许把子电路当作一个元器件使用，从而增大了电路的仿真规模。(4)提供了多达十余种虚拟仪表，增加了功率表、失真分析仪等新仪表。这些仪表外形和操作方法与实际仪器十分相似，所有仪器均可在同一实验中同时多次使用。此外，它还提供了16种基本分析方法。(5)根据电路图形的大小，程序能自动调整电路窗口尺寸，不再需要人为设置。(6)改进了元件之间的连接方式，允许连线任意走向。(7)综合模拟SPICE功能、VHDL功能、Vevilog功能、后处理功能、OLE功能以及PCB设计功能，表现了高超的技术和卓越的性能。Boost电路又称为升压式变换器，输出电压U0与输入电压Ui的关系为(推导2．1编辑原理图典型的Boost电路如图f所示。其中，信号源为直流电压源，控制功率三极管触发信号的电源是一个VCVS与一个脉冲电压源，改变脉冲电压源的PulseWidth和Peri-od，即可改变占空比D的大小。利用示波器可以观测到输出波形。⋯㈦功率三极管、电阻、电感和电容全部选用现实元件，二极管选用虚拟器件，功率三极管ZVN33310F取自Transistors元件库的P