电力电子学的SPICE仿真

内容概要

Muhammad HRashid，西佛罗里达大学的电子与计算机工程教授（1997~2007年，指导教师）。Rashid博士在孟加拉工程与技术大学获得了电气工程学学士学位，并且在英国的伯明翰大学获得了硕士和博士学位。以前，他是韦恩堡印第安纳州立大学—普杜大学的电气工程学教授。也曾是美国康奈迪克大学电气工程学客座助理教授，加拿大蒙特利尔肯考迪亚大学电气工程学副教授，普渡大学卡柳梅特分校电气工程学教授，以及沙特阿拉伯法赫德国王石油与矿产大学的客座电气工程学教授。Rashid博士曾是英国Bursh电气机械有限公司的设计与开发工程师，英国Lucas集团研究中心的研发工程师，以及马尔他电子高等学院控制工程部门的讲师和部门主管。Rashid博士积极从事电力电子相关的教学、研究和演讲工作。已写作了17本书并发表了130多篇技术性论文。他的书被全世界国家作为教材来使用。他所著的《电力电子》一书被翻译成多种语言，包括西班牙语、葡萄牙语、印度尼西亚语、韩语、意大利语、汉语、波斯语，以及在印度有东部经济版。他所写的《微电子》一书被译成西班牙语、意大利语和汉语。Rashid教授受到许多外国政府和机构邀请来做专题讲座，很多国外的大学请他来为本科生、研究生和博士生考试做校外考官，一些融资机构请他来审查研究计划，并且美国和一些国外大学请他来做教授职位晋升的评估。Rashid在加拿大、韩国、英国、新加坡、马尔他、利比亚、马拉西亚、沙特阿拉伯、巴基斯坦和孟加拉国出任定期的雇员或顾问。Rashid博士在几乎美国各个州和许多国家（日本、中国、香港、印度尼西亚、台湾、马来西亚、泰国、新加坡、印度、巴基斯坦、土耳其、沙特阿拉伯、阿联酋、卡塔尔、利比亚、约旦、埃及、摩洛哥、马尔他、意大利、希腊、英国、巴西和墨西哥）巡游演讲，发表论文。Rashid博士曾是加拿大安大略省的注册专业工程师和英国注册特许工程师。他是英国电气工程师协会（IEE,UK）和美国电气和电子工程师协会（IEEE,USA）的会员。他因对电力电子学教育领导和对固态电力电子整流器的分析和设计方法的作出的重大贡献而被选为IEEE的会员。Rashid博士获得了1991年由美国电气和电子工程师协会颁发的优秀工程师奖。在2002年，他因在电力电子继续教育和计算机辅助模拟的设计和传播方面作出重大贡献，而获得了IEEE教育活动奖（EAB）继续教育功勋成就奖。2008年，他因在本科电气工程教育质量、学生积极性和优质教科书出版方面杰出的领导力和奉献，而获得IEEE本科教育奖。Rashid博士是电气和电脑工程ABET程序评估员（在1995~2000年也是评估员），也是美国南部院校联盟委员会（SACS,USA）的工程评估员。他参与了由CRC出版的《电力电子及应用、纳米技术与应用》一书的一系列版本的编辑。他是Elsevier出版的《电力与能源》一书的编辑顾问。他做了关于成果导向教育的演讲，并组建了相关的工作室，他也致力于包括评价在内的成果导向教育的实施。他是IEEE教育学会的出色演讲师，也是IEEE工业应用学会的地区发言人（曾经也是出色演讲师）。

书籍目录

译者序

原书前言

致谢

作者简介

PSpice软件及程序文件

1第1章概述

11简介

12SPICE描述

13SPICE类型

14分析类型

15PSpice的限制条件

16仿真软件工具描述

17PSpice平台

171PSpice A/D

172PSpice Schematics

173OrCAD Capture

18PSpice SCHEMATICS与OrCAD CAPTURE

19SPICE资源

191含免费SPICE模型的网站

192含付费SPICE模型的网站

193SPICE和电路仿真信息网站

194含SPICE论文的工程期刊

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第2章电路描述

21简介

22输入文件

23节点

24元器件值

25电路元器件

26元器件模型

27信号源

28输出变量

29分析类型

210PSpice输出命令

211电路文件格式

212输出文件格式

213PSpice仿真实例

2131RLC电路的脉冲响应和阶跃响应

2132RLC电路的正弦响应和频率响应

214PSpice SCHEMATICS

2141PSpice原理图布局

2142PSpice A/D

2143Probe

2144OrCAD Capture

215用OrCAD Capture导入MICROSIM CHEMATICS

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第3章输出变量的定义

31简介

32直流扫描和瞬态分析

321电压输出

322电流输出

323功率输出

33交流分析

331电压输出

332电流输出

34输出标记

35噪声分析

小结

第4章电压源和电流源

41简介

42信号源建模

421脉冲源

422分段线性源

423正弦源

424指数源

425单频调频源

426交流源

43独立源

431独立电压源

432独立电流源

433独立源的原理图

44受控源

441多项式源

442电压控制电压源

443电流控制电流源

444电压控制电流源

445电流控制电压源

446受控源的原理图

45行为元器件建模

451VALUE

452TABLE

453LAPLACE

454FREQ

小结

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第5章无源元器件

51简介

52元器件模型

521模型语句举例

53工作温度

531温度语句举例

54电阻、电感、电容元件

541电阻

542电容

543电感

55磁性元件和变压器

551线性磁性电路

552非线性磁性电路

56无损传输线

57开关

571压控开关

572流控开关

573时控开关

小结

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第6章点命令

61简介

62Models（模型）

621MODEL（模型）

622SUBCKT（子电路定义）

623ENDS（子电路结束）

624FUN（函数定义）

625GLOBAL（全局）

626LIB（库文件）

627INC（包含文件）

628PARAM（参数定义）

629STEP（参数分析）

63输出类型

631PRINT（打印输出）

632PLOT（绘图）

633PROBE（探头）

634Probe输出

635WIDTH（宽度）

64工作温度和电路结束命令

65选择项

66直流分析

661OP（直流工作点分析）

662NODESET（节点设置）

663SENS（小信号灵敏度分析）

664TF（小信号传递函数分析）

665DC（直流扫描）

67交流分析

68噪声分析

69瞬态分析

691IC（瞬态初始状态）

692TRAN（瞬态分析）

610傅里叶分析

611蒙特卡罗分析

612灵敏度与最坏情况分析

小结

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第7章二极管整流器

71简介

72二极管模型

73二极管语句

74二极管特性

75二极管参数

751齐纳二极管模型

752列表数据

376二极管整流器

761单相二极管整器流实例

762三相二极管整流器实例

77实验

771实验DR1

772实验DR2

773实验DR3

小结

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第8章DCDC变换器

81简介

82直流斩波器

83BJT的SPICE模型

84BJT参数

85BJT DCDC变换器实例

86MOSFET 斩波器

87MOSFET参数

88MOSFET DCDC变换器实例

89IGBT模型

810IGBT DCDC变换器实例

811实验

8111实验TP1

8112实验TP2

小结

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第9章脉冲宽度调制逆变器

91简介

92电压源逆变器

921单相PWM逆变器实例

922单相SPWM逆变器实例

923三相PWM逆变器实例

924 三相SPWM逆变器实例

493电流源逆变器

931电流源逆变器实例

94直流环节逆变器

941直流环节三相逆变器实例

95实验

951实验PW1

952实验PW2

953实验PW3

954实验PW4

955实验PW5

956实验PW6

957实验PW7

小结

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第10章谐振脉冲逆变器

101简介

102谐振脉冲逆变器

1021谐振脉冲逆变器实例

103零电流开关变换器

1031零电流开关谐振逆变器实例

104零电压开关变换器

1041零电压开关变换器实例

105实验

1051实验RI1

1052实验RI2

1053实验RI3

1054实验RI4

1055实验RI5

1056实验RI6

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第11章可控整流器

111简介

112交流晶闸管模型

113可控整流器

114可控整流器实例

1141单相可控整流器实例

1142三相可控整流器实例

115开关晶闸管直流模型

116GTO晶闸管模型

117强迫换流整流器实例

118实验

1181实验TC1

1182实验 TC2

1183实验 TC3

小结

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第12章交流电压控制器

121简介

122交流晶闸管模型

123相控交流电压控制器

124相控交流电压控制器实例

1241单相交流晶闸管控制器实例

1242三相交流电压控制器实例

1243含有输出滤波器的单相交流电压控制器实例

125PWM交流电压控制器

1251单相PWM交流电压控制器实例

126周波变换器

1261单相周波变换器实例

127实验

1271实验AC1

1272实验AC2

小结

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第13章控制应用

131简介

132运算放大器电路

1321直流线性模型

1322交流线性模型

1323非线性宏模型

1324运算放大器电路实例

133控制系统

1331控制电路实例

134信号调节电路

1341信号调节电路实例

135电流闭环控制

1351电流闭环控制实例

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第14章电动机特性

141简介

142直流电动机特性

1421DCDC变换器控制的直流电动机实例

143感应电动机特性

1431感应电动机特性实例

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第15章仿真错误、收敛问题和其他困难

151简介

152大电路

153运行多个电路

154大输出

155长时间瞬态运行

156收敛性

1561直流扫描

1562偏置点计算

1563瞬态分析

157准确度分析

158负值元器件

159功率开关电路

1591二极管和晶体管的模型参数

1592容差

1593续流电阻

1594准稳态条件

1510悬空节点

1511少于两个连接的节点

1512电压源和电感回路

1513用SPICE运行PSpice文件

1514用PSpice运行SPICE文件

1515使用旧版本的原理图

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作者简介

本书是原书作者在从事电力电子教学与研究的基础上编写而成的。本书第1~7章首先介绍了SPICE语言以及PSpice软件在模拟电路中的简单应用，其后第8~12章介绍了PSpice在电力电子学中的应用，主要涉及DCDC变换器、DCAC逆变器、谐振型变换器、可控式整流器和ACAC变换器的主电路仿真，然后第13章介绍了控制电路的仿真，第14章介绍了直流电动机的建模与仿真，最后介绍了仿真中遇到的一些问题及其解决办法。本书可为从事电力电子相关研究和应用的工程技术人员提供参考，也可作为高等院校相关专业学生的教材使用。

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