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使用 Plecs 模拟掌握电力电子技术
电力电子器件的构成模块
讲师：Haider Zaman
您将学到什么
- 能够理解二极管、可控硅和晶体管等开关器件在功率转换中的应用。
- 能够理解电流/电压波形。
- 能够使用 Plecs 软件模拟和分析转换器
- 能够利用电路分析知识来分析整流器。
探索相关主题
- 电力电子
- 其他 IT 和软件
- 信息技术与软件
要求
- 需要具备电路基础知识，例如电压源、电流源和无源元件。此外，还需要电力电子基础知识。
描述
仿真在电力电子领域至关重要，因为它使我们能够试验复杂的转换器拓扑结构、测试各种场景并优化设计，而无需物理原型的约束。它是一个虚拟实验室，能够赋能工程师。Plecs 是一款功能强大的仿真工具，具有类似 Simulink 的界面，可让您仿真和可视化各种电源转换器拓扑结构的行为，从而深入了解其工作原理。掌握任何软件的关键在于实践。因此，Plecs 提供仿真练习，以强化对所涵盖概念的理解和实际应用。本课程分为以下模块：
模块 1：电源转换器简介
- 电力电子和电力转换基础知识
- 分析工具包括傅里叶级数、总谐波失真 (THD)、功率因数、平均值和均方根值以及周期稳态。
模块 2：Plecs 简介
- Plexim Plecs 的安装
- 构建和模拟简单的 Plecs 模型
- 编辑块的参数
- 编辑范围参数
- Plecs 中的第一个电路
- 半波整流器仿真
- 在报告中使用 Plecs 原理图和波形
- 将波形导出为 CSV 数据并导入 Matlab 进行绘图
- 波形的傅里叶频谱
- 平均值和均方根值
- 用于调整参数的保持跟踪选项
- 机械系统建模（可选）
模块 3：Plecs Standalone 中的模拟脚本
- Octave控制台简介
- 模拟脚本环境
- 评估参数以及导出和导入 CSV 文件
- 使用模拟脚本保持范围跟踪
模块 4：Plecs 中的 C 编程：C 脚本
- C脚本块简介
- 在 C 脚本块中使用参数
- C 脚本块的多路复用输入
模块 5：AC-DC 转换器简介
- AC-DC转换器的介绍及分类
- 带电阻负载的半波二极管整流器
- 半波二极管整流器中电感负载的影响
- 单相桥式整流器
- 带电阻负载的半波桥控整流器
模块 6：DC-DC 转换器简介
- DC-DC降压转换器简介及其在Plecs中的实现
- 脉冲宽度调制简介
- DC-DC降压转换器的设计
- 使用 Plecs 中的脉冲响应分析的频率响应
- 为降压转换器设计反馈控制器
- 利用系统辨识确定变换器的传递函数
- Buck转换器的数字控制
模块 7：DC-AC 转换器
- Plecs 中的半桥和全桥逆变器仿真
- 准方波或三电平逆变器或移相调制
- 正弦脉冲宽度调制
- 双极和单极 SPWM
- 具有串联谐振网络的全桥逆变器
- 使用仿真脚本绘制谐振逆变器的增益特性曲线
- 具有并联谐振网络的全桥逆变器
- 180度和120度传导模式的三相桥式逆变器
模块 8：使用 Plecs 进行德州仪器 TI C2000 微控制器编程
- TI C2000微控制器简介
- 使用 GPIO 闪烁 LED
- GPIO处于输入输出模式
- 使用 C2000 MCU 进行脉冲宽度调制 (PWM)，外部模式操作
- TI C2000 DAC 和 ADC
- TI C2000控制电源转换器的离线仿真
- Buck变换器数字控制的离线仿真
本课程适合哪些人：
- 适合电气/电子/计算机专业的本科生和研究生。也适合想要学习 Plecs 的专业人士。
| 共 51 节课程 • 总时长 6 小时 26 分钟 | |
| 第一章 电源转换器介绍 | |
| 1. 电力电子基础。分析工具包括傅里叶级数、THD | 31分41秒 |
| 2. 瞬时功率、平均功率和平均功率 | 20分19秒 |
| 第二章 Plecs入门介绍 | |
| 1. Plexim Plecs的安装 | 4分12秒 |
| 2. 波形傅里叶频谱 | 3分19秒 |
| 3. 平均值和均方根值 | 6分51秒 |
| 4. 调整参数的hold trace选项 | 2分53秒 |
| 5. 机械系统建模（可选） | 5分57秒 |
| 6. 一个简单的Plecs模型 | 2分56秒 |
| 7. 编辑模块参数 | 6分30秒 |
| 8. 编辑作用域参数 | 3分50秒 |
| 9. Plecs 帮助文档和演示模型 | 5分27秒 |
| 10. Plecs中的第一个电路 | 9分42秒 |
| 11. 半波整流器仿真 | 5分31秒 |
| 12. 使用Plecs原理图和波形在报告中 | 4分42秒 |
| 13. 将波形导出为CSV数据并在Matlab中导入以绘图 | 7分46秒 |
| 第三章 Plecs独立环境中的仿真脚本 | |
| 1. Octave 控制台介绍 | 6分58秒 |
| 2. 模拟脚本环境 | 3分31秒 |
| 3. 评估参数和导出及导入CSV文件 | 8分31秒 |
| 4. 使用模拟脚本保持跟踪范围 | 6分36秒 |
| 第四章 C语言编程在Plecs中的C脚本 | |
| 1. C-script代码块介绍 | 6分59秒 |
| 2. 在C脚本块中使用参数 | 2分52秒 |
| 3. 复用输入到C-script模块 | 3分34秒 |
| 第五章 AC-DC转换器简介 | |
| 1. AC-DC转换器的介绍和分类 | 3分11秒 |
| 2. 半波二极管整流器，电阻负载 | 4分7秒 |
| 3. 半波二极管整流器中感应负载的影响 | 7分22秒 |
| 4. 单相桥式整流器 | 9分40秒 |
| 5. 半波和桥式控制整流器带电阻负载 | 8分43秒 |
| 第六章 DC-DC转换器简介 | |
| 1. 直流-直流降压转换器简介及其在Plecs中的实现 | 10分19秒 |
| 2. PWM介绍 | 7分15秒 |
| 3. 在Plecs中进行Buck转换器设计 | 7分21秒 |
| 4. 使用脉冲响应分析在Plecs中的频率响应 | 13分7秒 |
| 5. Buck转换器的反馈控制（PI补偿器） | 8分50秒 |
| 6. Buck转换器的数字控制 | 6分28秒 |
| 7. 使用系统辨识的Buck转换器传递函数 | 12分43秒 |
| 第七章 直流交流转换器介绍 | |
| 1. Plecs中半桥和全桥逆变器的仿真 | 7分36秒 |
| 2. 准方波或三电平逆变器或相移调制 | 6分58秒 |
| 3. SPWM介绍 | 7分1秒 |
| 4. 双极性和单极性SPWM | 7分3秒 |
| 5. 全桥逆变器带串联谐振网络 | 9分 |
| 6. 使用仿真脚本获取谐振逆变器增益特性曲线 | 6分10秒 |
| 7. 全桥逆变器与并联谐振网络 | 4分32秒 |
| 8. 180度导通模式和120度导通模式下的三相桥式逆变器 | 9分48秒 |
| 第八章 在Plecs中编程TI C2000（F28379D Launchpad）微控制器 | |
| 1. TI C2000 微控制器的介绍和测试演示模型 | 6分48秒 |
| 2. 使用GPIO（Plecs中的数字输出模块）闪烁LED | 6分55秒 |
| 3. TI C2000 GPIO 在输入和输出模式下 | 9分39秒 |
| 4. 使用C2000 MCU的脉冲宽度调制，外部模式操作 | 9分59秒 |
| 5. TI C2000 DAC和ADC | 13分24秒 |
| 6. TI C2000控制功率转换器的离线仿真 | 2分33秒 |
| 7. 离线仿真 Buck 变换器数字控制 | 4分35秒 |
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