摘要随着电力电子技术的不断发展,与其相应的仿真设计具有十分重要的意义，不仅可以帮助初学者理解电路的工作原理和工作过程，即使对经验丰富的工程技术人员，计算机仿真也是对电路及其控制系统分析、定量计算的强有力工具。本文借助于MATLAB软件对单相桥式单极性调制PWM型逆变电路和单相桥式双极性调制PWM型逆变电路建立动态模型,进行了仿真，对其正确性进行了验证研究，体现了MATLAB仿真具有的直观性、灵活性等优点，为电力电子技术课程的教学和研究起到补充和辅助学习的作用。
【关键词】MATLAB 逆变电路 仿真设计
随着电力电子技术应用的日益广泛，可用于电力电子电路及装置的通用和专用仿真软件不断出现，比如主要用于电子电路的通用仿真软件PSpice、专用仿真软件PSIM、通用仿真软件Saber、通用软件MATLAB等。各种辅助仿真软件对电力电子电路仿真的方便程度、元件模型类型、仿真结果的分析功能有一定的差别，但在对常用电路的基本仿真要求上，MATLAB软件具有更加快捷、灵活、直观的特点。本文采用MATLAB软件仿真集成环境Simulink建立电路仿真模型对逆变电路的基本调制信号、载波信号、输出电压、输出电流等就行了分析研究。
1 MATLAB软件仿真集成环境Simulink介绍
MATLAB是美国Math Works公司在20世纪80年代中期推出的高性能数值计算软件，经过30年的开发和更新换代，该软件已成为适合多学科功能十分强大的软件系统，成为线性代数、数字信号处理、自动控制系统分析、动态系统仿真等方面的强大工具。MATLAB中含有一个仿真集成环境Simulink，其主要功能是实现各种动态系统建模、仿真与分析。在MATLAB启动后的系统界面中的命令窗口输入“Simulink”指令就可以启动Simulink仿真环境。
Simulink支持连续、离散系统以及连续离散混合系统、非线性系统等多种类型系统的仿真分析。对于电力电子电路及系统的仿真，除需使用Simulink中的基本模块外，用到的主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中，该模型库提供了电气系统中常用元件的图形化元件模型，包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等。图形化的元件模型使学习者可以快速且形象直观地构建所需仿真系统结构。
2 单相桥式单极性调制PWM型逆变电路
采用单极性PWM调制的单相桥式逆变电路仿真模式如图1所示，主电路中直流电源电压为100V，经由四只MOSFET构成的桥式逆变电路与电阻电感负载连接。负载电感取值为10mH,电阻为1Ω。控制电路中采用“Sine Wave”环节生产调制信号，频率为50Hz,调制信号一路与零电平比较产生VT1和VT2的驱动信号，另一路与“Triangular Wave”环节产生的单极性三角波（频率为1000Hz）比较，产生VT3和VT4的驱动信号。其中为产生与调制信号极性一致的三角波，采用“Sign”环节将信号波的极性检出并与三角波相乘。当正弦调制信号幅值为0.8时，电路的仿真波形如图2所示。
从波形可以看出该结果与实物实验结果完全一致,证明了仿真结果的正确性。
3 单相桥式双极性调制PWM型逆变电路
采用双极性PWM调制的单相桥式逆变电路结构如图3所示，主电路中直流电源为100V，经由四只MOSFET构成的桥式逆变电路与电阻电感负载连接。负载电感取值为10mH,电阻为1Ω。控制电路中采用“Sine Wave”环节生产调制信号，频率为50Hz,调制信号与“Triangular Wave”环节产生的双极性三角波比较产生驱动信号，一路连接到VT1和VT4，另一路经反相后连接到VT2和VT3。当正弦调制信号幅值为0.8时，电路的仿真波形如图4所示。
图4中的载波信号、调制信号、输出电压、输出电流的波形与实物结果完全一致,证明了仿真结果的正确性。
4 结束语
通过在Simulink下进行的单相桥式单极性调制PWM型逆变电路和单相桥式双极性调制PWM型逆变电路的仿真分析,证实了动态仿真模型的正确性和实时性,并用scope观察仿真波形,仿真具有直观性和实时性，验证了仿真结果的正确性。应用MATLAB软件仿真集成环境Simulink进行仿真，在仿真过程中可以随时设置仿真参数，并且能够实时观察到仿真结果随参数的变化波形，很适用于电力电子技术的研究及教学工作。
参考文献
[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]黄忠霖,黄京.电力电子技术的MATLAB实践[M].北京:国防工业出版社,2009.
[3]崔红.电力电子技术[M].北京:北京大学出版社,2010.
[4]周渊深.电力电子与MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社,2011.
作者单位
武威职业学院甘肃省武威市733000