基于DSIM开发者的案例介绍

1.High-Frequency Converter: 200kHz LLC Circuit

LLC 电路通常在高频范围内工作。采用传统的仿真方法，需要非常小的仿真时间步长才能得到正确的结果，这使得整个仿真过程非常耗时。DSIM采用事件驱动机制，大大缩短了仿真时间。

下图所示的仿真电路是一个LLC隔离双向DC-DC变换器，其变频控制频率在200 kHz左右，采用变频方波控制器产生开关信号。

要使用具有固定步长的现有仿真工具，必须选择一个非常小的时间步长。下面的仿真结果显示了输出直流电压Vo在不同时间步长下的仿真波形。可以观察到，时间步长大于1e-9s都不能够得到正确的波形。

使用1e-9s的时间步长时，现有的工具进行0.1秒的仿真需要超过20分钟。然而，使用离散状态事件驱动（DSED）算法，DSIM速度提高了1300多倍，只需要不到1秒就能得到相同的结果。下图为仿真结果比较，其中Vo为输出直流电压，Vcr为谐振电容电压。本算例测试平台的CPU为英特尔酷睿i7- 6600U。

2.Large-Scale Converter: 10kV Four-Port Solid-State Transformer

这是10kV/2MW的SST案例。

本例对一个大规模系统的四端口固态变压器(SST)进行仿真，它总共由576个开关组成，每个端口的额定功率为1MW。其系统图和DSIM内的电路仿真模型如下图所示：

对0.2秒的动态过程进行仿真，DSIM只需要17秒，比其他电力电子商业软件快1000多倍，而且仿真结果非常接近，相对误差小于0.01%，如下图所示。

3.Switching-Transient Model application: 50kVA Solid-State Transformer

本例展示了一个50kVA的固态变压器（SST），该系统包含AC-DC整流，DAB隔离，DC-AC逆变三级电能变换，如下图(a)所示。进行了仿真时间为5秒的电网侧低压穿越动态仿真测试，其中电网侧电压波形如下图(b)所示。

本例的DSIM电路仿真模型如下图所示：

对于5秒的动态过程，如果使用理想开关模型，DSIM耗时不到5秒，比现有软件快50倍；如果使用瞬态开关模型，DSIM大约需要50秒，比另一款商业软件快700倍。比较结果如下图所示。本算例的测试平台的CPU为英特尔酷睿i7-7700K。

仿真结果与实验结果能够很好吻合。电网侧波形和直流母线电压的比较如下图所示：

DSIM中使用的瞬态开关模型（ PAT模型）的仿真结果与实验测量结果较为吻合。下图展示了一个开关管电流在一个电网周期（20ms）内的仿真与实验结果对比。由于软件B采用理想开关模型，不能仿真开关瞬态过程，与实验结果相差较大；DSIM结果则与实验结果较为吻合。