基于PSIM的双电层电容器仿真器的研究
基于PI控制方式的2A开关电源PSIM仿真研究
（1）了解BUCK变换器的基本结构及工作原理；
（2）掌握各参数的计算；
（3）会用PSIM软件画原理图；
（4）学会使用PSIM对各个电路图进行仿真。
三、Buck电路的总设计
3.1技术指标
输入直流电压(VIN)：10V
输出电压(VO)：5V；
输出电流(IN)：2A；
输出电压纹波(Vrr)：50mV；
采用Psim的参数扫描功能，由图可得，当L=61.6uH时，输出电流I=2A，输出电压 。输出电压纹波Vrr =50mV，电感电流脉动小于 所以选择L=61.6uH，理论分析和计算机仿真结果是一致的。
3.4原始系统的设计
采用小信号模型分析方法得Buck变换器原始回路增益函数GO(s)为：
假设PWM锯齿波幅值为 ，Байду номын сангаас样电阻 。
如图所示我采用的是PSIM自带的PI调节器，查用户手册得到其传递函数：
则系统总的传递函数为：
设穿越频率为 ，则系统的对数幅频特性为：
其中 ，振荡阻尼系数
为了增加系统的快速性，需要提高穿越频率 ，一般穿越频率以小于1/5 较为恰当。本次取 =15kHz，则穿越频率 。
将数据代入 得
相位裕度
一般相位裕度为：
基于PI控制方式的2A开关电源PSIM仿真研究
学院：电气与光电工程学院
专业：电气工程及其自动化
一、绪论
开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。
PSIM仿真在电力电子技术课程教学中的应用
PSIM仿真在电力电子技术课程教学中的应用□潘建孙红兵李清波【内容摘要】将PSIM仿真引入到电力电子技术课程教学中，能够培养学生以仿真实验验证理论结果的能力。
本文以三相半波可控整流电路为例，建立电路仿真模型，给出仿真结果并与理论计算结果相比较。
结合PSIM仿真进行课程教学能够激发学生学习兴趣，对提升学生创新精神和研究能力具有重要意义。
【关键词】电力电子技术；PSIM；仿真；三相半波可控整流【基金项目】本文为淮安市科技项目重点研发计划项目（编号：HAG201607）研究成果。
【作者简介】潘建（1983 ），男，江苏灌南人；淮阴师范学院物理与电子电气工程学院讲师；研究方向：电力电子功率变换技术孙红兵，李清波；淮阴师范学院物理与电子电气工程学院一、引言电力电子技术课程是大学本科专业电气工程及其自动化重要的专业基础课。
电力电子技术是应用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它包括电压、电流、频率以及波形等方面的变换。
电力电子技术课程主要研究由电力半导体器件构成的各种功率变换电路的基本原理和控制方法，以使学生获得利用电力半导体器件对电能实现变换和控制的基本理论、概念和基本应用［1］。
电力电子技术课程主要包含两部分内容：一是以晶闸管为主，介绍晶闸管触发电路、可控整流电路、逆变电路、变频电路和交流调压电路的基本原理、工作特性和参数计算；二是以功率晶体管为主，包括GTＲ、MOSFET、IGBT等全控型功率开关器件，介绍功率晶体管功率变换电路、驱动电路、脉宽调制控制电路的基本原理和基本应用［2］。
电力电子技术课程内容涉及知识面广、概念多，具有电路图形式多样、计算公式复杂、波形分析困难等特点［3］。
所以借助实验来加深学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解很有必要，而传统电力电子实验教学受场地、器材、时间等诸多因素的影响，难以让学生达到基本的实验目标［4］。
采用基于PSIM的电力电子技术课程实验仿真，能够激发学生学习兴趣，既能满足理论结合实验、培养学生分析思考能力的教学要求，又能培养学生以仿真实验验证理论结果的习惯，提升学生的创新精神和学习研究能力［5］。
基于PI控制方式的9A开关电源Psim仿真研究
基于PI控制方式的9A开关电源Psim仿真研究学院：电光学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：一、引言Buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。
开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。
为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。
粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。
这次的课程设计，根据不同的负载电流、控制方式、仿真软件，每个人可以从中学到很多。
二、实验目的(1)了解Buck变换器基本结构及工作原理；(2) 掌握电路器件选择和参数的计算；(3)学会使用psim仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真；（4）学会使用psim仿真软件对控制环节的仿真技术；（5）学会分析系统的静态稳压精度和动态响应速度。
三、技术指标）：10V输入直流电压（VIN输出电压V:5VO：9A输出电流IN:50mV 输出电压纹波Vrr基准电压V:1.5Vref:100KHZ开关频率fs四、主电路的功率设计(1)滤波电容参数计算输出纹波电压只与电容C 的大小有关及Rc 有关：Nrr L rr C I Vi V R 2.0=∆=（1） 电解电容生产厂商很少给出ESR ，而且ESR 随着电容的容量和耐压变化很大，但是C 与Rc 的乘积趋于常数，约为F Ω*80~50μ。
本例中取为F Ω*75μ。
由式(1)可得Rc=27.78m Ω，C=2707μF 。
(2)滤波电感参数计算当开关管导通与截止时变换器的基尔霍夫电压方程分别如式（2）、（3）所示：ONLON L O IN T i LV V V V ∆=--- （2） OFFLD L O T i LV V V ∆=++ （3）假设二极管的通态压降VD=0.5V，电感中的电阻压降VL=0.1V，开关管的导通压降VON=0.5V。
PSIM在电力电子技术教学中的应用_洪武
收稿日期:2008-05-06;修改日期:2008-05-27作者简介:洪 武(1982-),男,助教,主要从事电力电子技术教学工作。
PSIM 在电力电子技术教学中的应用洪 武(台州职业技术学院电子电气工程系,浙江台州 318000)摘要:电力电子技术课程包含了很多的波形分析内容,给教学带来了不便。
该文介绍了PSI M (Powersi m )电力系统仿真软件,并以降压斩波电路为例进行仿真和分析,阐述了该软件在电力电子技术教学中的应用。
关 键 词:仿真;电力电子;Powersi m 软件;教学中图分类号:TP39119;G642・423 文献标识码:B 文章编号:1672-4550(2009)01-0037-03Appli cati on of PSI M i n Power Electron i cs Teachi n gHONG W u(Depart m ent of Electr onic Electricity Engineering,TZ VTC,Taizhou 318000,China )Abstract:There are a l ot of wavefor m analysis contents in Power Electr onics less on,which bring much inconvenience in teaching .PSI M si m ulati on s oft w are is intr oduced in this paper,1and the app licati on in Power Electr onics teaching is expounded by si m ulating and analyzing a Buck Chopper circuit .Key words:si m ulati on;power electr onics;Powersi m ;teaching1 引 言电力电子技术是一门实践性很强的应用技术型课程。
RF SOI CMOS工艺器件仿真及电路应用研究的开题报告
RF SOI CMOS工艺器件仿真及电路应用研究的开题报告一、选题背景随着无线通信、智能电子、信息技术等领域的快速发展，射频尤其是高端射频技术作为基础设施，已经成为推动科技进步和产业升级的重要推动力。
在射频电路领域，晶体管是一种比较成熟的器件，但是已有的技术在射频功率、线性度、噪声等方面存在相当程度的限制，无法满足新一代射频电路的需求。
因此，射频SOI-CMOS技术应运而生。
射频SOI-CMOS技术是通过将射频CMOS技术和SOI（Silicon-On-Insulator）技术相结合，使得器件的特性得到显著提升。
相比于传统的CMOS技术，射频SOI-CMOS技术具有更优异的性能，例如更高的截止频率、更高的线性度和更低的噪声等。
同时，射频SOI-CMOS技术还具有低功耗、小面积等优势，因此非常适合在无线通信和雷达等领域应用。
二、研究内容本次课题的研究内容主要包括以下两方面：1. 射频SOI-CMOS工艺器件的仿真研究采用Solid-State Devices（SSD）的TCAD软件对射频SOI-CMOS工艺器件进行仿真研究，包括器件的结构设计、工艺参数的优化、器件的电学特性分析等。
通过仿真研究，可以得到射频SOI-CMOS器件的性能指标，包括噪声系数、功率增益、信号线性度等，为电路设计提供准确的参数基础。
2. 射频SOI-CMOS电路的设计与应用研究基于射频SOI-CMOS器件的仿真结果，针对高性能和低功耗的要求，对射频SOI-CMOS电路进行设计与应用研究。
其中，包括低噪声放大器设计、射频前端设计、混频器设计等。
通过电路设计，可以验证射频SOI-CMOS器件的性能指标与仿真结果的一致性，并且对高性能、低功耗的射频电路具有一定的参考价值。
三、研究意义本次研究的意义在于：1. 探究射频SOI-CMOS技术在器件和电路设计上的性能。
2. 拓宽射频SOI-CMOS技术应用的研究领域，进一步提升射频技术水平。
基于psim的电源技术课程仿真教学研究
基于psim的电源技术课程仿真教学研究1. 引言在当今高科技发展快速的时代，电源技术作为电气工程领域的重要分支，对于现代工程技术发展具有深远的影响。
而在电源技术课程的教学中，如何结合仿真技术进行教学研究，已成为当前教育领域的热点问题之一。
本文将从基于psim的电源技术课程仿真教学研究展开详细探讨，旨在为读者提供深入、全面的了解，并对其进行个人观点和理解的共享。
2. 依据内容、主题或概念进行全面评估我们需要了解psim是什么、电源技术课程教学的特点和需求，以及如何结合psim进行教学研究。
psim是一种专业的电力电子仿真软件，具有直观的界面和强大的仿真能力。
在电源技术课程中，学生往往需要通过理论知识和实际操作相结合的方式才能更好地理解和掌握相关知识。
基于psim的仿真教学具有很大的优势，可以有效地提高学生的学习兴趣和学习效果。
3. 逐步探讨主题3.1 psim在电源技术课程中的应用基于psim的电源技术课程仿真教学最大的优势在于其直观的仿真效果和强大的教学功能。
教师可以借助psim软件，结合具体的实例，直观地展示电源技术的原理和运行过程，使抽象的理论知识变得具体而生动。
学生可以通过观察psim仿真结果，更好地理解电源技术的相关知识，培养学生的实践能力，增强他们的创新思维。
3.2 电源技术课程教学的深入与广度基于psim的电源技术课程仿真教学旨在帮助学生深入理解电源技术的原理和应用，提高学生的创新思维和实践能力。
在教学过程中，教师不仅应注重理论知识的讲解，还应引导学生通过psim软件进行仿真实验，加深对电源技术的认识，并结合实际案例进行广度的拓展。
只有将理论知识与实际应用结合起来，学生才能真正掌握所学的知识。
4. 总结与回顾基于psim的电源技术课程仿真教学研究，不仅有助于提高学生的学习兴趣和学习效果，还有助于培养学生的创新思维和实践能力。
在教学实践中，教师应注重引导学生运用psim软件进行仿真实验，并结合实际案例加深对电源技术知识的理解。
PSIM仿真软件在《电力电子技术》课程设计中的实践应用
创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald148DOI：10.16660/ki.1674-098X.2009-5640-2737PSIM仿真软件在《电力电子技术》课程设计中的实践应用①张超 徐磊(江苏大学电气信息工程学院 江苏镇江 212013)摘 要：将PSIM仿真软件引入电力电子技术课程设计，以有源功率校正电路为例阐述电路仿真模型构建方法和关键参数设计原则，并对比参数变化对电路性能的影响。
结果表明，将PSIM软件引入电力电子课程设计有助于提高学生分析、解决问题的能力，激发学习本课程的兴趣，提高学生的创新能力和解决问题能力。
关键词：PSIM 仿真 电力电子技术 课程设计中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)01(c)-0148-03Application of PSIM Software in the Course Design of PowerElectronicsZHANG Chao XU Lei(School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu Province, 212013China)Abstract: PSIM simulation software is applied in the course design of power electronics. In this course, an active power factor correction (PFC) circuit is taken as an example to explain the circuit simulation model construction method and key parameter design principles. In addition, the key performances of PFC circuit are compared and analyzed with different component parameters. The simulation results show that PSIM can improve students' ability to analyze and solve problems, stimulate their interest in learning this course, and improve students' innovative ability and problem-solving ability.Key Words: PSIM; Simulation; Power electronics; Course design①作者简介：张超（1973—），男，博士，副教授，研究方向为电机驱动系统功率变换器拓扑及控制。
两级阻容耦合放大电路的仿真与设计基于Multisim10(DOC)
课程设计（论文）报告书题目：两级阻容耦合放大器的设计与仿真课程：模电综合实验院（部）：通信与信息工程学院专业：电子信息工程班级：1104班学生姓名：(*^__^*) 嘻嘻……学号：1107050405设计期限：2013年7月12日指导教师：吴文峰《一》课题两级阻容耦合放大器的设计与仿真《二》选题意义（1）为了尽可能保证不失真放大，采用两级放大电路。
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使用前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算。
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo与输入电压Ui之比，其中，第一级的输出电压Uo1 即为第二级输入电压Uo2，所以两级放大电路的电压放大倍数为==*=（2）我选这个题目觉得能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法，更加熟悉阻容耦合放大电路。
（3）更加了解电路的仿真。
《三》具体要求已知条件：（1）电源电压VCC=12V；（2）负载电阻RL=2KΩ；（3）输入信号为Vi=4mv，f=1KHZ的正弦波电压，信号源内阻Rg很小可忽略；（4）晶体管用3DG6。
技术指标：（1）放大器不失真输出电压VO≥1000mv，即放大器电压增益∣AV∣≥250；（2）△f=300Hz~80KHz；（3）放大器工作点稳定。
《四》方案1 采用集成运放可以采用集成运放来搭建放大电路。
该方案设计简单，集成度高、精确度高，在参数上输入电阻很高，输出电阻低，采用集成运放放大小信号是很好的选择。
2 采用三极管采用三极管的级联方式组成多级放大电路。
三极管又可以分为三种放大电路：共射、共集和共基放大电路。
三种方式有各自的特点。
根据实验的要求，本设计最终采用了三极管设计的方案。
电路由两级放大电路级联组成，第一级为分压偏置的共射级放大电路，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。
基于PSIM的_电力电子技术_仿真教学研究_罗如山
从电气 工 程 学 科 的角度 讲，电力电子技 术的主 要 任 务 是 研 究 电力电子器件、变换器拓扑及其控制和电力电子应用系统，实现对 电、磁能量的变换、控制、传输和存贮，提供高质量电、磁能量。电 力电子技术广泛应用在相控整流技术、交流调压与开关技术、周波 变流技术、逆变技术和直流变换技术等方面，因此波形分析在“电 力电子技术”课程的教学中必不可少，通过波形分析，可以使学生更 好地了解电路的工作原理。随着计算机的普及，在课堂引入仿真软 件进行教学，学生课后可以充分利用计算机进行练习，对提高教学 效果有很大的帮助。[1，2]
二、升压斩波电路仿真 升压斩波电路是“电力电子技术”课程的重点内容，其电路以 及衍生电路在实际中有广泛的应用，以下将通过实例说明PSIM在教 学中的应用。 1.升压斩波电路原理与电路结构 升压斩波电路可以用PSIM软件绘制，如图1所示。假设电路工 作于稳定状态，其中电感值和电容值很大。当MOSFET处于通态时， 电源E向电感L充电，同时电容C向负载R供电，因电容很大，基本保 持输出电压为恒值Uo。设MOSFET处于通态的时间为ton，此阶段电 感L上积蓄的能量为EI1ton。当MOSFET处于断态时，E和L共同向电容 C充电并向负载R提供能量。设MOSFET处于断态的时间为toff，则在 此期间电感L释放的能量为^Uo - Eh I1 toff 。
基于PSIM的PWM整流器仿真教学研究
基于PSIM的PWM整流器仿真教学研究周华伟;刘国海;郑宏【摘要】“电力电子技术”是高等院校电气工程与自动化类专业的一门重要基础课.本文在阐述单相PWM整流器控制策略基础上,以并联型PWM整流器为例,建立等效电路模型,且使用PSIM软件进行仿真分析.通过有/无环流抑制策略的仿真分析对比演示,可以丰富教学内容,加深学生对PWM整流器内容的理解和掌握,提高教学质量.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2013(035)006【总页数】4页(P109-112)【关键词】PWM整流器;环流抑制;PSIM;仿真分析【作者】周华伟;刘国海;郑宏【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TP391.1整流器广泛应用于不间断电源、电机驱动系统和分布式可再生能源系统等场合。
常规整流器采用二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，但它向电网注入了大量的谐波和无功功率，对电网造成了严重的污染［1］。
PWM整流器由可关断电力电子器件构成，采用PWM调制方式，具有网侧电流谐波小、输出电压稳定且响应速度快、能量双向流动和输入功率因数可控等优点，实现了电能的“绿色变换”［2］。
PSIM是美国Powersim公司开发的面向电力电子的仿真工具。
该仿真工具的仿真时间步长是固定的，所以不易出现开关动作过程中的不收敛问题，可进行快速仿真。
其易于使用的用户界面和波形分析功能，使其成为电力电子电路分析、控制系统设计和电机驱动等研究方面强有力的仿真工具［3］。
PSIM由通过鼠标输入主电路和控制电路的SIMCAD、实施计算的PSIM仿真器和显示计算结果的SIMVIEW构成。
PSIM可分为功率电路、电压和电流传感器、控制电路以及开关控制器4个模块。
因此可采用和实际电路相同的结构。
本文以“电力电子技术”课程中PWM整流器教学内容为研究对象，分析了单相电压型PWM整流器的功率和电压前馈控制策略，在此基础上探讨使用PSIM软件对输入和输出并联型PWM整流器进行建模仿真分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容 ｃ Ｍ的电流 ｉ 使主电解 电容能够模拟大容 量的 Ｅ Ｌ 。Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ Ｄ Ｃ仿真器充 电模式 时， Ｑ 通常 为 Ｏ Ｆ状态、 行开关 ， Ｆ Ｑ进 由此形 成升压动作 ， 通过从负载来 的输出电流 ｆ 向主电解 电容 ｃ Ｍ供
ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ｅ ｓｏ ｅｐｒ ｐｏ ｅ ｌｃｒｃ ｄ ｕ ｅ ｌｙ ｒｃ ｐａ ｉ ｒ ｓｍｕ ａ ｏ ． ｎ ｓ ｃ ｉｃ ｉ ａ ｓ ｌ ｃ ｐ ｃｔ ａ ｎ ｏ ｒ ｃｎ ｓ ｆ ｔ ｏ ｓ ｄ ｅ ｅ ｔｉ ｏ ｂｌ ａ ｅ ａ ｃｔ ｉ ｌ ｔ ｒ Ｉ ｕ ｈ ｃ ｕ ｔ ｍａ ｌ ａ ａ ｉｙ ｃ － ｈ ｏ ｒ
第２ ４卷第 ３４ ／ 期 ２ １ 年 ８月 ０ １
常 州 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｇ ｈ ｕ Ｉ ｔ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＣｈ ｎ ｚ ｏ ｎｓ ｔ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏｌ ｇ ｉ
ＶＯ ． ４ Ｎｏ ３ ４ １２ ． ／
Ａｕ ２ １ ｇ． ０１
给充 电电流 ｆ ， ｃ 通过升压斩波器控制 ， ｆ ｕ 使 为 ｆ Ｌ
的 １Ｋ倍 ， ／ 所以负载 电流 ｆ 的大部分流人升压斩 。 波器， 此时通过使 Ｐ ＷＭ 整流器 的逆变动作 ， 使不
图１ Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ仿 真器 图 假 设 Ｅ Ｌ 的静 电 容量 为 Ｃ 充 放 电电 流 为 Ｄ Ｃ 、 ｉ、 ｃ 电容 的初 始 电压 为 Ｕ （ ０＋） 则 ｔ 刻 电容 的 ， 时 电压 ｕ ｃ为 ： 与具有 ＫＣ Ｍ静 电容量 的 电容 的端 子 电压 等效 ， 因
中图 分类 号 ：Ｍ５ １５ Ｔ ３ ． 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ０ ３ （０ １０／ — ０ １ ０ １７ — ４ ６ ２ １ ）３ ０ ０ ０ — ５ ４
ＰＳＩ — ｓ ｄ Ｅｘ ｏ ａ ｉｎ ｆＥｌｃ ｒｃ Ｄｏ ｂｌ ｙ ｒ Ｃａ ａ ｉｏ ｍ ｕ ａ ｏ Ｍ ｂａ ｅ ｐｌｒ ｔｏ ｏ ｅ ｔ ｉ ｕ ｅ Ｌａ ｅ ｐ ｃｔ ｒ Ｓｉ ｌ ｔ ｒ
ｐ ｃｔｒ ａ ｅｆ ｒ ａ ｌ ｇ ａ ａ ｉ ｌｃｒｃｄ ｕ ｌ ａ ｅ ａ ａ ｉ ｒ ａ ｉ ｓｃ ｎ ｐ ｒｏｍ ｒ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｅｅ ｔ ｏ ｂｅ ｌｙ ｒｃ ｐ ｃｔ ． ｏ ａ ｙ ｉ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅｅ ｔ ｃ ｄ ｕ ｌ ａ ｅ ａ ａ ｉ ｒ ｂ ｃ — ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｒ Ｐ Ｍ ｅ ｔ ｅ ； Ｓ Ｍ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｃｒ ｏ ｂ ｅ ｌ ｙ ｒｃ ｐ ｃｔ ； ｕ ｋ ｂ ｏ ｔ ｈ ｐ ｅ ； Ｗ ｉ ｏ ｒｃ ｆ ｒ Ｐ Ｉ ｉ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓｐａ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｔｉ ｕ ｌ ａ ｒ ｃ ｐ ｃｔ ｒ ｓｍｕ ａ ｏ ｏ ｏ ｅ ｆ ｔ ｅ ｅｅ ｔｏ ｙ ｉ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ｐｅ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｌｃｒｃ ｄｏ ｂ ｅ ｌｙｅ ａ ａ ｉｏ ｉ ｌ ｔｒ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌ ｃｒ ｌ ｔｃ ｃ ｐ ｃｔ ｒ ｎ ｈ ｅ － ｈ ｓ ｏ ｖ ｒｅ ｉｃ ｉ ， ｎｄ ｔ ｅ ｃｒ ｕ ｔｐ ｉ ｃｐ ｅ ｉ ｉｃ ｉ ｌｄ ａ ｄ ｎａｙ ｅ Ｔｈ ｎ ｔ ｅ ａ ａ ｉ ｓ ａ ｄ ａ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｃｒ ｕ ｔ ａ ｉｃ ｉ ｒｎ ｉ ｌ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｅ ｎ ａ ｌ ｚ ｄ． ｅ ｏ ｈ ｈ
由式 （ ） ２ 可知，Ｄ Ｃ仿真器的端子电压 ＵＭ ＥＬ Ｃ
第１ 期
关静 ： 基于 Ｐ Ｉ 的双电层电容器仿真器的研斩波器的电流理想值 ｆ 检 。
偏差 ， 采用 三 角波 比较 方式 Ｐ ＷＭ 开关 Ｑ。 Ｑ 来 或 ：
仿真 波形 从上 至 下依 次表 示 负载 电 流 ｉ 流 ¨
此能够模拟比所使用 的电解 电容 ｃ 容量大的静 电容量。ＷＭ整流器充 电时将剩余 电能再生给系 Ｐ 统 电源 ， 电时从 系统 电源供 给不足 的电能 ， 放 Ｐ ＷＭ 整流器采用直流电容 ｃ ｃ Ｄ 稳压控制 。 以 下对升降压斩波器和 Ｐ ＷＭ 整流器的控制方法进 行研究 ， １ ＝ｉ ， 图 中 Ｌ —ｆ 为了模拟 倍的静电 容量 ， Ｉ 当‘ Ｃ ）
时 的剩余 电能 的问题 。
１ Ｅ Ｃ 仿 真 器 ＤＬ
图１ Ｅ Ｌ 是 Ｄ Ｃ仿真器 图， Ｄ Ｃ仿 真器 由主 ＥＬ 电解 电容 ｃ 、 Ｍ 升降压 斩波 器及 Ｐ ＷＭ 整流器 构
生 的电能 的剩余 部 分 ， 因此 存 在 Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ仿真 器 电能 损 失 大 的 问题 。
．
“＝ ｆ ｄ ＋ ｃ ＋ ｃ 专 （ ） ｆ ｃ ０
（） １
本文提出的 Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ仿真器利用升降压斩波电路
控制流人流出主电解电容 Ｃ Ｍ的电流为 ｆ ｃ Ｌ Ｍ＝ｉ ／
此时 ， 主电解 电容 Ｃ Ｍ的端子电压 ＵＭ为 ： Ｃ
时， 可得 ：
１．
＝
－ Ｅ
Ｃ ｐｃｏ ） ａａｉ ｒ 能量密度高 、 ｔ 寿命长 ， 易作为能量存储 设备使用¨ 。近年来 在后 备 电源、 Ｊ 燃料 电池 、 航空航 天 等领域 的应用 研究 越 来 越广 泛 一 。 Ｊ 为 了进 行 Ｅ Ｃ 能 量 存 储 系 统 的 开 发 研 究 ， ＤＬ 提
出 了一 种 利 用 电 解 电 容 和 升 降 压 斩 波 器 实 现 ＥＬ Ｄ Ｃ仿真器 的方法 － ， ８ 此方法提 出通过升降压 Ｊ 斩波器控制 流人 流 出 电解 电容 的电流 ， 拟 比 模 电解 电容 自身 的 静 电 容 量 大 的 大 容 量 电 容 ， 但 由于 通 过 电 阻 消耗 Ｅ Ｌ Ｄ Ｃ仿 真 器 充 电动 作 时 产
基 于 Ｐ Ｉ 的双 电层 电容 器 仿 真 器 的研究 ＳＭ
关 静
（ 常州工学院电子信息 与电气 工程学 院 ， 江苏 常州 ２３ ０ ） １０ ２
摘要 ： 文章提 出了一种用电解电容和三相变换 电路构成的双电层电容器仿真器模型， 阐述和分析 了该仿真器模型的工作原理， 并在 Ｐ Ｉ ． 环境下对仿真器模型进行 了 Ｓ Ｍ６０ 计算机仿真 ， 仿真结果验证 了 所提 出的仿真器模型的正确性 ， 它能够用小容量的电解电容有效地模拟大容量的双电层电容器。 关 键 词 ： 电层 电容 器 ； 降压 斩波 器 ；ＷＭ 整流 器 ； ＳＭ 双 升 Ｐ ＰＩ
Ｄ 测 ｆ 通过 Ｐ 调节器放大电流理想值 ｆ ， Ｉ ａ和ｆ 人升降压斩波器的电流 ｆ 直流电容电压 Ｕ￣和 的 ＥＬ Ｄ Ｃ仿真器的电压 Ｕｕ通过 Ｐ ｃ。 ＷＭ整流器的直流 电容稳压控制， 使直流电容 Ｃ 电压在 ２０Ｖ稳定 ５ 的状态下通过 ２５Ａ的负载电流 ｆ充电， ． Ｌ 负载电流 ｉ 的大部分流人升降压斩波器 ， 的电流成为主 剩余
应的 Ｑ ３～ Ｑ 波 形 。 ６
ｌ ０ ５０ ０ ｌ ０ ００ ０
电压 ， 将此基准 电压乘以 ，， ｐ成为将 “ｃ Ｄ 控制成一 定值的电流理想值 ， 求得检测到的系统侧的电 流 ｆ和电源 电流理想值 的偏差 ， 再通过 Ｐ 调节 Ｉ
ＥＬ Ｄ Ｃ仿真器放 电模式 时， 通过 Ｐ ＷＭ 整流器从 系统电源向电解电容提供负载要求的放 电电能， ＥＬ Ｄ Ｃ仿真器充 电模式时，ＷＭ 整流器作为逆变 Ｐ 器工作 ， 使电解 电容上不 能存储 的剩余电能再 生 给 系统 电源 ， 由此 解 决 了仿 真 器 用 电阻 消 耗 充 电
收 稿 日期 ：０ ０１ —７ ２ １ —２１
基金项 目： 常州工学 院 自然科学基金项 目（ ００ ９ ＹＮ ４ ５ ）
作者简介 ： 关静 （ ９８ １７ 一
）女 ， 。 ， 讲师
２
常州 工学 院学 报
２１ ０ １年
成。升降 压斩 波器 由电感 Ｌ Ｑ 、 ：组成 ， 。和 Ｑ
波器控制 ｆ Ｅ Ｌ ，Ｄ Ｃ仿真器的电压 ＵＭ Ｃ 从初始电压
的 １０Ｖ 在 １６ｓ 上 升 到 约 ２４Ｖ。 ３ ａ ０ ． 间 １ 图 （ ）是
ＥＬ Ｄ Ｃ仿真器充电模式时的系统侧 电压 Ｕ 电流 ｆ 及Ｅ Ｌ 仿真器电压 Ｕ 的放大波形 ， （ ） ＤＣ 图３ ｂ 是对
０ 引言
双 电层 电容 器 （ ＤＬ ＥｅｔｃＤ ｕ ｌ Ｌ ｙｒ Ｅ Ｃ： ｌｃｉ ｏ ｂｅ ａｅ ｒ
文 章提 出利 用 电解 电容和 三相 变换 电路 进行
ＥＬ Ｄ Ｃ仿真器研究 的方 法 ， 三相 中一相作 为升 降
压 斩波 器工作 ， 余两 相 作 为 Ｐ 剩 ＷＭ 整 流 器工 作 。
源， 电时从系统 电源供给不足 的电能。 放 通过 Ｐ Ｉ 调节器放大直流电容电压的理想值 “ 和检测的 直流电容电压 “ｃ的偏 差， Ｄ 运算用 于控制直流 电 容 电压 的有效 电流振幅 。 另一方面， 从系统侧检
测 到 的 Ｕ＝ Ｓ ｓ ｏ 产 生振 幅为 的正 弦基 准 ｉ￣ ｎｔ
Ｍ０＋ （ ）＝
ｃ Ｔ ｈ
—
Ｌ
（） ３
Ｊｄ＋ｃｏ） ０ｒ “（＋ ｆ Ｌ
（ ２ ）
根据式（ ） 通过升压斩波器控制 电流 ｉ 能 ３， ｃ ｈ 够模拟主电解 电容的 倍的静 电容量 。 在图 １中 检测负载电流 ｆ 乘 以 １Ｋ， Ｌ 、 ／ 再从 ｆ中减去后的值 Ｌ
Ｐ ＷＭ 整 流器 由 Ｑ。Ｑ 、 Ｑ 组成 。在 Ｅ Ｃ仿 、 Ｑ 、 ＤＬ 真器中， 通过 升 降压 斩 波 器 控 制流 人 流 出主 电解
流人 电解 电容 ｃ Ｍ的 电能剩余 部 分 再 生给 系 统 电
源， 由此能够解决文献 ［ ］ ８ 仿真器 由电阻消耗 剩 余电能的问题 。另外 ， Ｅ Ｌ 在 Ｄ Ｃ仿真器处于放电 模式时 ， 通常使 Ｑ 为 Ｏ Ｆ状态、 Ｆ Ｑ 进行开关 ， 作 为降压斩波器动作。在此放 电模式时， 系统侧 从 被供给的电流通过 Ｐ ＷＭ 整流器 与主 电解 电容 ｃ Ｍ的放电电流 ｆ 一起供给负载侧 ， 降压斩波器 控制使从主 电解 电容 ｃ Ｍ向负载 的放 电电流