摘要：在此运用软件Saber和Matlab／Simulink对车载逆变电源体系进行了联合仿真，得到具有闭环操控功用的车载逆变电源体系的实时仿真成果。经过仿真成果表明运用Saber和Matlab／Simulink软件的联合仿真，能够完成准确的器材模型，建立操控体系更便利，确保了体系仿真的收敛性，简化了体系仿真的难度，缩短了仿真时刻。
关键词：车载电源；Saber；矩阵试验室；联合仿真
0 导言
轿车早已进入群众家庭，而现在已变成了集文娱功用为一体的交通东西。而要具有文娱功用，轿车上的各种电器需求电源供电。一般的轿车电源是12 V蓄电池，而常用电气设备首要运用220 V、50 Hz沟通电。因而需求将直流电逆变成沟通电。常见的逆变电源的结构，都是先经过高频变压器升压成高压直流，再经过桥式逆变为工频沟通电。电路仿真软件首要有Spice，Matlab／Simulink，Saber等，各个软件都有其本身的特色。Matlab／Simulink在操控体系仿真方面具有优势，而且供给了许多的操控东西箱；而Saber软件具有准确的硬件元器材模型库，能为仿真带来更准确的成果，一起其在开关电源仿真上收敛性很好，仿真成果剖析检查东西很强壮，后续处理很优异。本文针对车载逆变电源的特色，运用saber与Matlab／Simulink联合仿真，对车载逆变电源进行了体系级的仿真研讨，得到了特性很好的220 V、50 Hz的沟通电。
1 Saber软件的特色
1．1 Saber概述
Saber模仿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体系仿真软件，也是专一的多技能、多范畴的体系仿真产品。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、操控等不同类型体系。它不只适合于元件级仿真，也适合于体系级仿真。Saber在电源规划中的特色首要是具有30 000多种元器材，包含电源专用器材和功率电子器材，供给高精度的电路仿真模型单元库；三种变压器模型规划，有用地处理了变压器的规划问题；一起Saber次序运用五种强壮算法，有用操控开关电源电路的仿真收敛功用；且saber运用其获有专利的Calaveras算法来取得最佳功用，在大型体系的仿真上，时刻较Matlab／Simulink短许多。因为经过单一的
混合信号仿真内核进步了仿真速度并供给准确有用的仿真成果；一起Saber带有与其它仿真软件结合的混合仿真接口，能够结合其它仿真软件的长处便利、高效、准确的来完成体系的规划。
1．2 SaberScope图形化波形剖析器
Saber自带的SaberScope图形化波形剖析器，功用强壮，能够进行波形的各种核算剖析。它能够快速并形象化地将反映规划功用的50种丈量成果标注到图形上；能保存图形的原始数据，并再现图形；具有共同的波形核算器，能够将信号管理器中的信号挑选到波形核算器的寄存器中，并对波形进行各种运算。
2 Matlab／Simulink软件的特色
Matlab是美国Mathworks公司出品的商业数学软件，首要包含Matlab和Simulink两大部分。Simulink是Matlab最重要的组件之一，它供给一个动态体系建模、仿真和归纳剖析的集成环境。Simulink适合于体系级的仿真，没有准确模型的元器材库，不适合进行元件级的仿真。但Simulink具有强壮的操控体系仿真才能，适合于各种操控体系的仿真规划。关于无法或不容易运用元器材进行建立的操控算法，能够运用Simulink中的各种体系东西进行建立。而且能够得到杰出的作用。
3 车载逆变电源的仿真规划
3．1 车载逆变电源的规划方案
本文车载逆变电源的规划首要分两级，前级运用直流升压电路，将12 VDC升高到350 VDC左右，后级将高压直流进行逆变，得到220 V，50 Hz的沟通电。前级运用高频变压器将直流升压，这样能够减小变压器体积，进步体系的功率密度。前级选用推挽电路规划，只需2个功率开关器材。变压器副边运用桥式整流电路，得到高压直流。桥式电路后边是一个三阶π型低通滤波器，得到滑润直流，减小纹波。后级逆变电路选用全桥逆变，能够操控谐波含量。最终经过一个巴特沃斯低通滤波器，获取工频沟通。
3．2 车载逆变电源的硬件规划
车载逆变电源首要的硬件在于功率开关器材的选取。在Saber仿真环境中，前级DC升压主电路应选取低压大电流的开关器材，耐压要大于2．6倍的蓄电池电压，选取IRF1010EZ，其额定电流84 A，最大耐压60 V。逆变电路则相反，应选取高压小电流的功率开关管，本文挑选IRFP460，500 V耐压，额定电流20 A。高频变压器挑选TDK PC40EER42-Z磁芯，初级2匝，次级80匝，作业频率50 kHz。因为变压器作业在高开关频率下，副边整流二极管需求运用快康复二极管MUR1660CT，其额定电流8 A，需几十纳秒的反向康复时刻。沟通滤波电路挑选巴特沃斯低通滤波器，截止频率是基波频率的2倍，为100 Hz，则由巴特沃斯滤波器规划特功用够核算出L=225 mH，C=22．5μF。
高压直流端需求进行低通滤波处理，在此挑选三阶π型低通滤波器。关于高压直流端滤波，首要将频率进行归一化处理，取的电感L=91.9 mH，C=1．1μF；此外直流高压端的电容选取要契合必定的要求，即在前级电路不作业时，电容上的电压依然能保持12 ms的沟通输出，一起大电容能够保持高压直流，使其不会呈现大的动摇。因而需求加上一个大电容，作为前级DC／DC升压电路断电后的电源。由电容能量公式公式，功率P为500W，而且在12 ms内电压降为安稳电压的90％，核算出C=850μF，取规范电容值820μF。
3．3 车载逆变电源的仿真试验
该规划的原理图中前级运用推挽电路，连接到变压器上，再经过整流，滤波，逆变得到沟通电。反应回路上经过接口模块voltage to var，将输出的电压反应回去。而MOS管的驱动则是运用var to voltage接口模块，将变量转换成电气量，应用到电路中去作为操控脉冲。
仿真原理图是在Saber中建立的。其间模块Inverter_cosim是Saber与Simulink接口模块，担任Saber与Simulink之间的数据传输。该模块共有6个输出接口，1个输入接口。输入接口为负载实时电压，检测电压进行实时反应。输出接口中，2个用于操控推挽电路的开关管的导通，调整占空比；其他4个用于操控逆变电路的功率管的导通，完成逆变。
Inverter_cosim模块中便是完成Matlab／Simulink操控功用的，相当于“子体系”相同，将操控模块封装起来，然后留出输入／输出接口，用于与整个体系交流数据。Inverter_cosim模块按如下办法得到：
(1)翻开Saber软件主界面的SaberSimulink Cosimulation Tool；
(2)挑选File→Import Simulink，挑选操控体系的Model文件即．mdl文件；
(3)挑选Model文件之后，Cosim Tool主动检测并留出联合仿真模块的输入／输出；
(4)本例设置联合仿真步长为1μs，体系主动生成symbol文件即．ai_sym文件；
(5)将symbol文件放入仿真原理图中，连接好即可进行仿真。
在原理图连接好今后，即可进行暂态剖析，仿真调用Inverter_cosim模块的进程如下：首要Saber进行网络表生成，然后进行暂态仿真，此刻Saber会翻开Matlab／Simulink，并将Simulink中的模型文件翻开，调用Simulink，最终整个体系进行仿真，经过Inverter_cosim模块进行数据传输，完成两者的联合仿真。
3．3．1 操控体系方框图
操控体系方框图如图1所示。
图1的操控体系图是在Matlab／Simulink中建立的，经过SaberCosim模块完成与Saber的数据交流。在Saber软件主界面中，有一个Saber Simulink Cosimulation Tool，点击之后，挑选File→install Cosim files，挑选与Simulink相对应的版别，装置得到SaberCosim．mdl模型，翻开这个模型，即可得到SaberCosim功用块。将其拖入到Sireulink的模型文件中，并设置输入信号数为6，输出信号数为1，其信号的输入／输出正好与仿真原理图中的Inverter_cosim模块相反。
