运用软件Saber和Matlab／Simulink对车载逆变电源系统的联合仿真

artic · 发表于 2018-11-14 11:41

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运用软件Saber和Matlab／Simulink对车载逆变电源系统的联合仿真

内容摘要：在此运用软件Saber和Matlab／Simulink对车载逆变电源系统进行了联合仿真，得到具有闭环控制功能的车载逆变电源系统的实时仿真结果。通过仿真结果表明利用Saber和Matlab／Simulink软件的联合仿真，可以实现精确的器件模型，搭建控制系统更方便，保证了系统仿真的收敛性，简化了系统仿真的难度，缩短了仿真时间。

关键词：车载电源；Saber；矩阵实验室；联合仿真

引言

汽车早已进入大众家庭，而现在已变成了集娱乐功能为一体的交通工具。而要具有娱乐功能，汽车上的各种电器需要电源供电。普通的汽车电源是12 V蓄电池，而常用电气设备主要使用220 V、50 Hz交流电。因此需要将直流电逆变成交流电。常见的逆变电源的结构，都是先通过高频变压器升压成高压直流，再通过桥式逆变为工频交流电。电路仿真软件主要有SpICe，Matlab／Simulink，Saber等，各个软件都有其自身的特点。Matlab／Simulink在控制系统仿真方面具有优势，并且提供了很多的控制工具箱；而Saber软件具有精确的硬件元器件模型库，能为仿真带来更精确的结果，同时其在开关电源仿真上收敛性很好，仿真结果分析查看工具很强大，后续处理很优秀。本文针对车载逆变电源的特点，利用saber与Matlab／Simulink联合仿真，对车载逆变电源进行了系统级的仿真研究，得到了特性很好的220 V、50 Hz的交流电。

1 Saber软件的特点

1．1 Saber概述

Saber模拟及混合信号仿真软件是美国Synopsys公司的一款EDA软件，被誉为全球最先进的系统仿真软件，也是惟一的多技术、多领域的系统仿真产品。Sabet软件广泛应用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统。它不仅适合于元件级仿真，也适合于系统级仿真。Saber在电源设计中的特点主要是具有30 000多种元器件，包括电源专用器件和功率电子器件，提供高精度的电路仿真模型单元库；三种变压器模型设计，有效地解决了变压器的设计问题；同时Saber顺序使用五种强大算法，有效控制开关电源电路的仿真收敛性能；且saber利用其获有专利的Calaveras算法来获得最佳性能，在大型系统的仿真上，时间较Matlab／Simulink短很多。由于通过单一的

混合信号仿真内核提高了仿真速度并提供精确有效的仿真结果；同时Saber带有与其它仿真软件结合的混合仿真接口，可以结合其它仿真软件的优点方便、高效、准确的来实现系统的设计。

1．2 SaberScope图形化波形分析器

Saber自带的SaberScope图形化波形分析器，功能强大，可以进行波形的各种计算分析。它可以快速并形象化地将反映设计性能的50种测量结果标注到图形上；能保存图形的原始数据，并再现图形；具有独特的波形计算器，可以将信号管理器中的信号选择到波形计算器的寄存器中，并对波形进行各种运算。

2 Matlab／Simulink软件的特点

Matlab是美国Mathworks公司出品的商业数学软件，主要包括Matlab和Simulink两大部分。Simulink是Matlab最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。Simulink适合于系统级的仿真，没有精确模型的元器件库，不适合进行元件级的仿真。但Simulink具有强大的控制系统仿真能力，适合于各种控制系统的仿真设计。对于无法或不容易利用元器件进行搭建的控制算法，可以利用Simulink中的各种系统工具进行搭建。并且可以得到良好的效果。

3 车载逆变电源的仿真设计

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