学习sopc的电力电子器件实时仿真系统设计

《学习sopc的电力电子器件实时仿真系统设计 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、总第49卷第563期电测与仪表vo1．49No．5632012年第11期ElectrlcalMeasurement＆InstrumnenafionNov．2012基于SOPC的电力电子器件实时仿真系统设计魏子杰，许军，张磊，杜康(1．装甲兵工程学院控制工程系，北京100072；2．63966部队，北京100072)摘要：分析了电力电子器件实时仿真的必要性和面临的难点，建立了电力电子器件开关暂态通用模型，以该模型为基础设计了基于SOPC技术的电力电子器件实时仿真系统，并在FPGA平台上实现了器件的开关特性实时仿真。利用该系统对MOSFET管进行了仿真测试，并在Matl

2、ab中将仿真结果和实验结果进行对比分析，证明了系统的正确性。该系统充分利用了器件厂商提供的器件参数和波形曲线，具有较强的实用价值。关键词：开关模型；通用性；实时仿真；SOPC中图分类号：TM23，TN323+．4文献标识码：A文章编号：1001—1390(2012)11—0081—04SwitchingTransientsUniversalModelofPowerElectronicDevicesWEIZi—jie，XUJun，ZHANGLei，DUKang(1．DepartmentofControlEngineering，AcademyofArmoredForce

3、Engineering，Beijing100072，China．2．Army63966，Beijing100144，China)Abstract：Thenecessityanddificultyofreal—timesimulationofpowerelectronicdeviceswereanalyzed，andanuni—versalswitchingmodelwasdeduced．Areal—timesimulationsystemofpowerelectronicdeviceswasdesignedbasedonthismodel，anditwasachie

4、vedthroughSOPCtechnology．ThesimulationtestofaMOSFETwasdone，theresultwascomparedwiththeexperimentalresult，whichprovedthecorrectnessofthissystem．Thesystemtakesfulladvan—tageofparametersandwaveformCHIveprovidedbythedevicemanufacturers．Keywords：switchmodel，universal，real—timesimulation，SOP

5、C0引言一是建模困难。国内外学者针对不同的应用背随着半导体技术的不断发展，以功率MOSFET、景，为电力电子器件建立了众多模型¨j。但面对实IGBT、GTO等为代表的电力电子器件在电机调速、柔时仿真的需求，这些模型都存在各自的缺陷。依据性交流电系统等众多领域应用越来越广泛。对于大器件物理原理建立的物理模型精确度高，通用性好。功率、高复杂度、高成本的电力系统或电力装置来但由于其物理方程复杂，涉及参数众多，不能满足实说，在研究的初始阶段，必须通过系统仿真对电路的时仿真要求。将电力电子器件等效为一系列基本元各种性能指标进行验证以确保设计的可靠性。电力件的组合的电路模型适用

6、于仿真软件实现，而不适电子器件是电力系统的重要组成部分，然而现在的用于实时仿真关注于外特性的功能模型虽然简许多仿真程序常将其视为理想元件，即认为器件在单，利于计算，但其精确度不高，通用性差。因此必导通和截止之间的响应时间为零。这种处理方法忽须根据实时仿真的具体需要建立适当模型略了开关瞬间器件电压电流的动态变化，降低了系二是硬件实现困难。实时仿真要求系统能对数据统仿真的精确度。尤其对工作在大功率条件下的电作出实时响应，而电力电子器件开关速度极快，从导通力电子器件来说，将使仿真结果产生较大的误差。状态进入截止状态的时间能为几百纳秒甚至几十纳因此，建立能精确再现器件开关特

7、性的实时仿真系秒。这对仿真算法和仿真器件都提出了巨大挑战。统已刻不容缓。本文针对上述问题，研究电力电子器件工作原然而，欲实现电力电子器件实时仿真，必须突破理。。，总结已有的各种模型，提出了一种能适用于多下两方面难点：种开关器件的建模方法，并建立了电力电子器件的一81—总第49卷第563期电测与仪表vo1．49NO．5632012年第11期ElectricalMeasurement&InstrunmenationNOV．2012通用模型。选取FPGAl作为微处理器。采用SOPCllm=I√Ib／Ims技术构建了实时仿真系统，实现了电力电子器件的式中／RRM为续流二