新能源汽车电力电子技术仿真
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1.1.5 三角波

在产生脉冲宽度调制PWM(pulse width modulation)波时,常用的载波有等腰三角波和三角锯齿波。图1.10显示了利用三角电压波产生矩形波信号的PSIM模型,R1=R2=10kΩ,CTOP1和CTOP2为控制信号与功率电路的转换接口,恒压源VDC1和VDC2的幅值分别设置为0.6V和0.8V。

●比较器COMP1、COMP2:通过单击菜单Element→Control→Comparator选择。

●等腰三角波VTRI1:通过单击菜单Element→Sources→Voltage→Triangular选择,所需设置的参数包括峰峰值Vpeak-peak、频率Frequency、占空比Duty Cycle、直流偏置DC Offset、起始时间Tstart和相位延迟Phase Delay,它们与矩形波的参数设置方法类似。其中,Vpeak-peak=2,Frequency=10,Duty Cycle=0.5,DC Offset=-1,Tstart=0,Phase Delay=0。

●锯齿波VSAW1:通过顺序单击菜单Element→Sources→Voltage→Sawtooth选择,它的设置参数仅包括幅值Vpeak和频率Frequency。其中,Vpeak=1,Frequency=10。

仿真控制的步长和时长分别为100μs和0.5s,图1.11和图1.12分别显示了图1.10所示的等腰三角波和锯齿波PSIM模型的运行曲线。

图1.10 三角电压波产生矩形电压波的PSIM模型

图1.11 三角电压波产生的中心对称矩形电压波

图1.12 三角电压波产生的右边沿矩形电压波

图1.11显示了等效三角波Ut1与恒压源Ud1比较,产生了作用于电阻R1的中心对称矩形电压波Ur1。图1.12显示了锯齿波Ut2与恒压源Ud2比较,产生了作用于电阻R2的右边沿矩形电压波。这两个矩形电压波的幅值为1V,周期为0.1s。如果改变恒压源的电压值,那么这两个矩形电压波的时间宽度将发生变化。换而言之,利用三角波与常值比较,改变三角波的频率,就能够改变矩形波的周期。而改变诸如电压源的电压值等常量数值,就能够改变矩形波的脉冲宽度,调节占空比。

如果等腰三角波和锯齿波有相同的周期、最小值和最大值,那么这两个三角波信号也有相同的平均值,即为

它们的有效值为