2 整流电路**。
2.1 单相半波可控整流系统。
2.1.1 晶闸管元件的符号和**模型。
晶闸管是一种可以通过门极信号触发导通的半导体器件。晶闸管**模型由一个电阻r、一个电感l、一个直流电压源v，和一个开关串联组成。开关受逻辑信号控制，该逻辑信号由电压、电流和门极触发信号（g）决定。
晶闸管元件的符号和**模型如图1-1所示。
图2-1 晶闸管元件的符号和**模型。
晶闸管模块还包括一个rc串联缓冲电路，它通常与晶闸管并联。缓冲电路的r和c值可以设置，当指定c=inf时，缓冲电路为纯电阻；当指定r=0时，缓冲电路为纯电容；当指定r=inf或c=0时，缓冲电路去除。如图1-2所示。
a)带缓冲电路的图标 (b)不带缓冲电路的图标。
图2-2 晶闸管模块的图标。
2.1.2 晶闸管的参数设置。
双击晶闸管模型，即可得到晶闸管元件的参数设置对话框，如下图1-3所示，要设置的参数有：
①晶闸管元件内电阻r.，单位为0，当电感参数设置为0时，内电阻r on不能为0；
②晶闸管元件内电感lon，单位为h，当电阻参数设置为。时，内电感不能为0；
③晶闸管元件的正向管压降vf，单位为v；
初始电流i,，单位为a，初始值的设置是一个复杂的工作，为了配合晶闸管进行**，通常将i,设为0；
缓冲电阻r,，单位为a，为了在模型中消除缓冲，可将r，参数设置为inf；
缓冲电容c,，单位为f，为了在模型中消除缓冲，可将缓冲电容c,设置为0；为了得到纯电阻r,，可将电容c,参数设置为1nf；
⑦擎住电流il，单位为a，该参数在晶闸管详细（标准）模型**现；
⑧关断时间tq，单位为s，该参数也只出现在晶闸管详细（标准）模型中。
图2-3晶闸管元件的参数设置对话框。
2.1.3 晶闸管单相半波可控整流电路图及原理。
图1-4 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）图。
如上图所示，当晶闸管vt处于断态时，电路中电流id=0，负载上的电压为0，u2全部加在vt两端，在触发角α处，触发vt使其导通，u2加于负载两端，由于电感l的存在使电流id不能突变，id从0开始增加同时l的感应电动势试图阻止id增加，这时交流电源一方面供给电阻r消耗的能量，一方面供给电感l吸收的电磁能量，到u2由正变负的过零点处处id已经处于减小的过程中，但尚未降到零，因此vt仍处于导通状态，当id减小至零，vt关断并承受反向压降，电感l延迟了vt的关断时刻使ud波形出现负的部分。
2.1.4 单相半波可控整流电路的**。
根据原理图用matalb软件画出正确的**电路图，整体模型如下图所示：
图2-5 单相半波晶闸管可控整流电路（阻感负载）的**模型。
1）晶闸管元件应用系统的建模以及参数设定。
建立一个新的模型窗口，命名为thy1；
②打开电力电子（power electronics）模块组，复制一个晶闸管模块到thy1模型中。
③打开晶闸管对话框，如下进行设置参数：ron=0.001ω；la.
=0h；vf=0.8v；r5=20ω；c5=4e-6f。注意rc缓冲电路是晶闸管模块的组成部分，保存。
④打开的电源（electrical sources）模块组，复制一个电压源模块到thy1模型中，打开参数设置对话框，按要求设置参数。
⑤打开元件（elements）模块组，复制一个串联rl元件模块和接地模块到thy1模型中，打开参数设置对话框，按要求设置参数：r=1ω；l=10mh，⑥打开测量（measurements）模块组，复制一个电流测量装置以测量晶闸管电流；复制一个电压测量装置以测量负载电压。
建立给晶闸管提供触发信号的同步脉冲发生器模型。
从输人源模块组中复制一个脉冲发生器模块到**窗口中，命名为pulse，并将其输出连接到晶闸管的门极上。晶闸管的触发脉冲受电源控制。一个周期，给晶闸管提供一个触发角为a的触发脉冲。
适当连接后，可以得到**电路如图2-5所示。
2.1.5 **波形结果。
现在打开**参数窗口，选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始**时间设置为0，停止**时间设置为0.1。**结果如图2-6所示。
图中，i1和v1分别为负载电流和电压，i2和v2分别为晶闸管的电流和电压。
图2-6-1 阻感负载，触发角a=30o
图2-6-2 阻感负载，触发角a=60o
2.2晶闸管三相桥式整流系统的**。
2.2.2 晶闸管三相桥式整流器的建模和参数设置。
根据原理图用matalb软件画出正确的**电路图，整体模型如下图所示：
图2-8 晶闸管三相桥式整流电路的**模型。
（1）三相电压源的建模和参数设置。
①建立一个新的模型窗口，命名为thy2。
②打开图7-11所示的电源模块组，分别复制3个交流电压源模块到thy2模型中，重新命名为va，vb，vc；打开参数设置对话框，按要求进行参数设置，主要的参数有交流峰值电压、相位和频率。三相电源的相位互差1200，峰值和频率视实际情况而定。
（2）同步电源的建模和参数设置。
打开测量模块组，分别复制3个交流电压测量模块到thy2模型中，重新命名为vab，vbc，vca，用于测量三相交流线电压，获得同步电源。
（3）同步6脉冲触发器和晶闸管通用桥的建模和参数设置。
①打开电力电子模块组，复制晶闸管通用桥模块到thy2模型中。按要求设置晶闸管通用桥参数。
②打开附加控制（control blocks）子模块组，复制同步6脉冲触发器模块到thy2模型中。同步6脉冲触发器模块的输人1接受“移相角控制信号”，可通过“常数”模块设置输人，输入5接受“开放触发控制信号0”
（4）负载的建模和参数设置。
打开元件模块组，复制一个串联rlc元件模块到thy2模型中作为负载，打开参数设置对话框，设置参数。
②打开连接器模块组，复制两个“接地”模块到thy2模型中，用于系统连接。打开测量模块组，复制一个多用表测量模块到thy2模型中，并将参数设置为7，分别测量晶闸管通用桥中6个晶闸管的电压和输出负载直流电压。
2.2.3 **波形结果。
打开**／参数窗口，选择de23s算法，将相对误差设置为1e-5，**开始时间为0，停止时间设置为0.035，并开始进行**。图2-9分别给出了移相控制角0o，30o，60o，90o，120o时6个晶闸管的电压和输出负载直流电压波形。
图2-9 移相控制角0o
图2-9 移相控制角30o
图2-9 移相控制角60o
3 斩波电路**。
3.1 降压斩波电路（buck变换器）
3.1.1 可关断晶闸管（gto）的符号和**模型。
可关断晶闸管gto是一个可以通过门极信号触发导通和关断的半导体器件。gto可被正的门极信号（g>0)触发导通。与普通晶闸管不一样的是：
普通的晶闸管导通后，只有等到阳极电流为0时才能关断；而gto可在任何时刻，通过施加门极信号就可将其关断。
可关断晶闸管gto的**模型由一个电阻r、一个电感l、一个直流电压源v和一个开关串联组成，该开关受一个逻辑信号控制，该逻辑信号又由可关断晶闸管的电压v、电流i和门极触发信号（g）决定。可关断晶闸管元件的符号和**模型如图3-1(a)、（b）、(c)所示。
图3-1 gto的符号与**模型。
3.1.2 gto的参数设置。
图3-2 gto的参数设定框图。
**含有可关断晶闸管的电路时，必须使用刚性积分算法。通常可使用ode23tb或odel5s，以获得较快的**速度。
3.1.4 buck变换器的**。
建立一个新的模型窗口，命名为gto；
②打开图7-14所示的电力电子模块组，分别复制gto模块、二极管diode模块、二极管fw diode模块到gto模型中。按要求设置gto、参数（本系统中没有使用gto的内部缓冲电路）。
③打开电源模块组，分别复制电压源模块u、电压源模块e到gto模型中，打开参数设置对话框，按要求设置参数。
④打开元件模块组，复制一个串联rl元件模块和地模块到gto模型中作为负载，打开参数设置对话框，按要求设置参数；再复制一个串联l和c，元件模块到gto模型中作为外部缓冲电路，并进行参数设置。
⑤打开测量模块组，复制一个电流测量装置以测量gto晶闸管的电流；复制一个电压测量装置以测量负载电压。
⑥从图7-9所示的输人源模块组中复制一个脉冲发生器模块到**模型窗口中，命名为pulse，并将其输出连接到gto的门极上。
⑦适当连接后，可以得到系统**电路如图3-4所示。
3.1.5 **波形结果。
打开**参数窗口，选择。de23tb算法，将相对误差设置为1e-3，**开始时间为0，停止时间设置为0.01，**结果如图7-33(b)所示。
图中，i‘和v,.d分别为负载电流和电压，i和v分别为可关断晶闸管的负载电流和电压。
图3-5 buck电路波形**。
3.2 升压斩波电路（boost变换器）
3.2.1 绝缘栅双极型晶体管（igbt）的符号以及**模型。
绝缘栅双极型晶体管模块的图标见图3-6(a)，由图标可见，它有两个输人和两个输出。第一个输人c和输出e对应于绝缘栅双极型晶体管的集电极（c）和发射极（e）；第二个输人g为加在门极上的simulink逻辑控制信号（g），第二个输出m用于测量输出向量［i，v］。
图3-6 igbt的符号及**模型。
3.2.2 igbt的参数设定。
设置的参数包括绝缘栅双极型晶体管的内电阻ron、电感lon、正向管压降vf、电流下降到10％的时间tf、电流拖尾时间工、初始电流i、缓冲电阻rs和缓冲电容cs等，它们的含义和设置方法与可关断晶闸管元件相同。**含有igbt元件的电路时，也必须使用刚性积分算法，通常可使用：de23tb或odel5s，以获得较快的**速度。
图3-7 igbt参数设置框图。
3.2.3 igbt组成的buck变换器电路图及原理。
3.2.4 boost变换器的**。
①建立一个新的模型窗口，命名为igbtyyxt。
②打开图7-14所示的电力电子模块组，分别复制igbt模块、二极管diode模块到igbtyyxt模型中。按要求设置igbt参数。
③打开图7-11所示的电源模块组，复制电压源模块呱到igbtyyxt模型中，打开参数设置对话框，设置电压为100v。
④打开图7-13所示的元件模块组，复制一个并联rc元件模块igbtyyxt模型中作为负载，打开参数设置对话框，设置参数：r= 50n, c= 3e-6f；再复制一个l元件模块到igbtyyxt模型中，串接在电压源模块和二极管d模块之间，参数设置为5e-4h。
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