GTO

Пропустите запираемый тиристор

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters / Полупроводники

Описание

Блок GTO моделирует запираемый тиристор логического элемента (GTO). Характеристика I-V GTO такова, что, если напряжение катода логического элемента превышает заданное триггерное напряжение логического элемента, GTO включает. Если падения напряжения катода логического элемента ниже заданного логического элемента выключают значение напряжения, или если загрузка текущие падения ниже заданного текущего значения содержания, устройство выключает.

В на состоянии, путь анодного катода ведет себя как линейный диод с прямым падением напряжения, Vf, и на сопротивлении, Ron.

В от состояния, путь анодного катода ведет себя как линейный резистор с низким значением проводимости несостояния, Goff.

Определение уравнения Simscape™ для блока:

    if ((v > Vf)&&((G>Vgt)||(i>Ih)))&&(G>Vgt_off)         
        i == (v - Vf*(1-Ron*Goff))/Ron;     
    else         
        i == v*Goff;     
    end 

где:

  • v является напряжением анодного катода.

  • Vf является прямым напряжением.

  • G является напряжением затвора.

  • Vgt является триггерным напряжением логического элемента.

  • i является анодным катодным током.

  • Ih является текущим содержанием.

  • Vgt_off является логическим элементом, выключают напряжение.

  • Ron является сопротивлением на состоянии.

  • Goff является проводимостью несостояния.

Используя параметры Integral Diode, можно включать интегральный анодный катодом диод. GTO, который включает интегральный анодный катодом диод, известен как асимметричный GTO (A-GTO) или проведение реверса GTO (RCGTO). Интегральный диод защищает полупроводниковое устройство путем обеспечения пути к проводимости для противоположного тока. Индуктивная нагрузка может произвести высокий скачок противоположного напряжения, когда полупроводниковое устройство внезапно выключает предоставление напряжения к загрузке.

Таблица показывает вас, как установить параметр Integral protection diode на основе ваших целей.

ЦельЗначение, чтобы выбратьБлокируйте поведение
Приоритизируйте скорость симуляции.Protection diode with no dynamicsБлок включает интегральную копию блока Diode. Чтобы параметризовать внутренний блок Diode, используйте параметры Protection.
Точно задайте динамику заряда реверсного режима.Protection diode with charge dynamicsБлок включает интегральную копию динамической модели блока Diode. Чтобы параметризовать внутренний блок Diode, используйте параметры Protection.

Моделирование вариантов

Блок обеспечивает четыре варианта моделирования. Чтобы выбрать желаемый вариант, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели. Из контекстного меню выберите Simscape> Block choices, и затем один из этих вариантов:

  • PS Control Port — Содержит порт физического сигнала, который сопоставлен с выводом затвора. Этим вариантом является значение по умолчанию.

  • Electrical Control Port — Содержит электрический порт сохранения, который сопоставлен с выводом затвора.

  • PS Control Port | Thermal Port — Содержит тепловой порт и порт физического сигнала, который сопоставлен с выводом затвора.

  • Electrical Control Port | Thermal Port — Содержит тепловой порт и электрический порт сохранения, который сопоставлен с выводом затвора.

Варианты этого блока без теплового порта не симулируют выделение тепла в устройстве.

Варианты с тепловым портом позволяют вам моделировать тепло, которое вырабатывают переключающиеся события и потери проводимости. Для вычислительной эффективности тепловое состояние не влияет на электрическое поведение блока. Тепловой порт скрыт по умолчанию. Чтобы включить тепловой порт, выберите тепловой вариант блока.

Тепловые уравнения потерь

Рисунок показывает идеализированное представление выходного напряжения, Vout и текущего выхода, Iout, полупроводникового устройства. Показанный интервал включает целый n th переключающийся цикл, во время которого блок выключает и затем на.

Потеря тепла из-за переключателя - на событии

Когда полупроводник включает во время n th переключающийся цикл, сумму тепловой энергии, что устройство рассеивает шаг дискретной суммой. Если вы выбираете Voltage, current, and temperature для параметра Thermal loss dependent on уравнение для инкрементного изменения

Eon(n)=Voff(n)Voff_datafcn(T,Ion(n1)),

где:

  • Eon(n) является переключателем - на потере в n th переключатель - на событии.

  • Voff(n) является выходным напряжением несостояния, Vout, непосредственно перед тем, как устройство включает во время n th переключающийся цикл.

  • Voff_data является значением параметров Off-state voltage for losses data.

  • T является температурой устройства.

  • Ion(n-1) является текущий выход на состоянии, Iout, непосредственно перед тем, как устройство выключает во время цикла, который предшествует энному циклу переключения.

Функциональный fcn является двумерной интерполяционной таблицей с линейной интерполяцией и линейной экстраполяцией:

E=tablelookup(Tj_data,Iout_data,Eon_data,T,Ion(n1)),

где:

  • Tj_data является значением параметров Temperature vector, Tj.

  • Iout_data является значением параметров Output current vector, Iout.

  • Eon_data является значением параметров Switch-on loss, Eon=fcn(Tj,Iout).

Если вы выбираете Voltage and current для параметра Thermal loss dependent on, когда полупроводник включает во время n th переключающийся цикл, уравнение, которое использование блока, чтобы вычислить инкрементное изменение в дискретной сумме тепловой энергии, которую рассеивает устройство,

Eon(n)=(Voff(n)Voff_data)(Ion(n1)Iout_scalar)(Eon_scalar)

где:

  • Iout_scalar является значением параметров Output current, Iout.

  • Eon_scalar является значением параметров Switch-on loss.

Потеря тепла из-за выключать события

Когда полупроводник выключает во время n th переключающийся цикл, сумму тепловой энергии, что устройство рассеивает шаг дискретной суммой. Если вы выбираете Voltage, current, and temperature для параметра Thermal loss dependent on уравнение для инкрементного изменения

Eoff(n)=Voff(n)Voff_datafcn(T,Ion(n)),

где:

  • Eoff(n) является выключать потерей в n th, выключают событие.

  • Voff(n) является выходным напряжением несостояния, Vout, непосредственно перед тем, как устройство включает во время n th переключающийся цикл.

  • Voff_data является значением параметров Off-state voltage for losses data.

  • T является температурой устройства.

  • Ion(n) является текущий выход на состоянии, Iout, непосредственно перед тем, как устройство выключает во время n th переключающийся цикл.

Функциональный fcn является двумерной интерполяционной таблицей с линейной интерполяцией и линейной экстраполяцией:

E=tablelookup(Tj_data,Iout_data,Eoff_data,T,Ion(n)),

где:

  • Tj_data является значением параметров Temperature vector, Tj.

  • Iout_data является значением параметров Output current vector, Iout.

  • Eoff_data является значением параметров Switch-off loss, Eoff=fcn(Tj,Iout).

Если вы выбираете Voltage and current для параметра Thermal loss dependent on, когда полупроводник выключает во время n th переключающийся цикл, уравнение, которое использование блока, чтобы вычислить инкрементное изменение в дискретной сумме тепловой энергии, которую рассеивает устройство,

Eoff(n)=(Voff(n)Voff_data)(Ion(n1)Iout_scalar)(Eoff_scalar)

где:

  • Iout_scalar является значением параметров Output current, Iout.

  • Eoff_scalar является значением параметров Switch-off loss.

Потеря тепла из-за электропроводности

Если вы выбираете Voltage, current, and temperature для параметра Thermal loss dependent on, затем, и для на состоянии и для от состояния, потеря тепла из-за электропроводности

Econduction=fcn(T,Iout)dt,

где:

  • Econduction является потерей тепла из-за электропроводности.

  • T является температурой устройства.

  • Iout является текущий выход устройства.

Функциональный fcn является двумерной интерполяционной таблицей:

Qconduction=tablelookup(Tj_data,Iout_data,Iout_data_repmat.*Von_data,T,Iout),

где:

  • Tj_data является значением параметров Temperature vector, Tj.

  • Iout_data является значением параметров Output current vector, Iout.

  • Iout_data_repmat является матрицей, которая содержит длину, Tj_data, копии Iout_data.

  • Von_data является значением параметров On-state voltage, Von=fcn(Tj,Iout).

Если вы выбираете Voltage and current для параметра Thermal loss dependent on, затем, и для на состоянии и для от состояния, потеря тепла из-за электропроводности

Econduction=(Iout*Von_scalar)dt,

где Von_scalar является значением параметров On-state voltage.

Тепловой поток

Блок использует параметр Energy dissipation time constant, чтобы отфильтровать поток количества тепла что блок выходные параметры. Фильтрация позволяет блок:

  • Избегайте дискретного шага для теплового потока выход

  • Обработайте переменную частоту переключения

Отфильтрованный тепловой поток

Q=1τ(i=1nEon(i)+i=1nEoff(i)+EconductionQdt),

где:

  • Q является тепловым потоком от компонента.

  • τ является значением параметров Energy dissipation time constant.

  • n является количеством переключающихся циклов.

  • Eon(i) является переключателем - на потере в i th переключатель - на событии.

  • Eoff(i) является выключать потерей в i th, выключают событие.

  • Econduction является потерей тепла из-за электропроводности.

  • ∫Qdt является общим теплом, ранее рассеянным от компонента.

Порты

Рисунок показывает имена порта блока.

Сохранение

развернуть все

Порт сопоставлен с выводом затвора. Можно установить порт или на физический сигнал или на электрический порт.

Электрический порт сохранения сопоставлен с анодным терминалом.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом катода.

Тепловой порт сохранения. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию. Чтобы включить этот порт, выберите вариант, который включает тепловой порт.

Параметры

развернуть все

Основной

Минимальное напряжение потребовало через порты блока анода и катода для градиента устройства, чтобы характеристика I-V была 1/Ron, где Рон является значением On-state resistance.

Скорость изменения напряжения по сравнению с током выше прямого напряжения. Значением по умолчанию является 0.001.

Проводимость анодного катода, когда устройство выключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R является значением On-state resistance. Значением по умолчанию является 1e-5.

Порог напряжения катода логического элемента. Устройство включает, когда напряжение катода логического элемента выше этого значения.

Порог напряжения катода логического элемента. Устройство выключает, когда напряжение катода логического элемента ниже этого значения.

Текущий порог. Устройство остается, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение катода логического элемента падает ниже триггерного напряжения логического элемента.

Интегральный диод

Блокируйте интегральный защитный диод. Значением по умолчанию является None.

Диоды, которые можно выбрать:

  • Protection diode with no dynamics

  • Protection diode with charge dynamics

Минимальное напряжение требуется через + и - блокируйте порты для градиента диода характеристика I-V, чтобы быть 1/Ron, где Рон является значением On resistance.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with no dynamics или Protection diode with charge dynamics.

Скорость изменения напряжения по сравнению с током выше Forward voltage.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with no dynamics или Protection diode with charge dynamics.

Проводимость обратно-смещенного диода.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with no dynamics или Protection diode with charge dynamics.

Диодная емкость перехода.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics.

Пиковый противоположный ток измеряется внешней схемой тестирования. Это значение должно быть меньше нуля. Значением по умолчанию является -235 A.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics.

Начальная буква, вперед текущая при измерении пикового противоположного тока. Это значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics.

Скорость изменения тока при измерении пикового противоположного тока. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics.

Определяет, как вы задаете противоположное время восстановления в блоке. Значением по умолчанию является Specify reverse recovery time directly.

Если вы выбираете Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge, вы задаете значение что использование блока, чтобы вывести противоположное время восстановления. Для получения дополнительной информации об этих опциях смотрите, Как Блок Вычисляет TM и Tau.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics.

Интервал между временем, когда ток первоначально переходит к нулю (когда диод выключает), и время, когда текущие падения меньше чем к 10% пикового противоположного тока. Значение параметра Reverse recovery time, trr должно быть больше значения параметра Peak reverse current, iRM, разделенного на значение параметра Rate of change of current when measuring iRM.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics и параметр Reverse recovery time parameterization устанавливается на Specify reverse recovery time directly.

Значение, что использование блока, чтобы вычислить Reverse recovery time, trr. Это значение должно быть больше 1. Определение фактора фрагмента является более легким способом параметризовать противоположное время восстановления, чем определение противоположного обратного заряда. Чем больше значение фактора фрагмента, тем дольше это берет для противоположного восстановления, текущего, чтобы рассеяться.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics и параметр Reverse recovery time parameterization устанавливается на Specify stretch factor.

Значение, что использование блока, чтобы вычислить Reverse recovery time, trr. Используйте этот параметр, если таблица данных для вашего диодного устройства задает значение для противоположного обратного заряда вместо значения в течение противоположного времени восстановления.

Противоположный обратный заряд является общим зарядом, который продолжает рассеиваться, когда диод выключает. Значение должно быть меньше i2RM2a,

где:

  • iRM является значением, заданным для Peak reverse current, iRM.

  • a является значением, заданным для Rate of change of current when measuring iRM.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Integral protection diode устанавливается на Protection diode with charge dynamics и параметр Reverse recovery time parameterization устанавливается на Specify reverse recovery charge.

Для получения дополнительной информации об этих параметрах смотрите Diode.

Тепловая модель

Вкладка Thermal Model включена только, когда вы выбираете вариант блока, который включает тепловой порт.

Выберите метод параметризации. Опция, которую вы выбираете, определяет, который включены другие параметры. Опции:

  • Voltage and current — Используйте скалярные значения, чтобы задать текущий выход, переключатель - на потере, выключить потерю и данные о напряжении на состоянии.

  • Voltage, current, and temperature — Используйте векторы, чтобы задать текущий выход, переключатель - на потере, выключить потерю, напряжение на состоянии и температурные данные. Это - метод параметризации по умолчанию.

Выходное напряжение устройства во время от состояния. Это - запирающее напряжение, в котором переключатель - на потере и выключают данные потерь, заданы.

Постоянная времени раньше составляла в среднем переключатель - на потерях, выключала потери и потери проводимости. Это значение равно периоду минимальной частоты переключения.

Температурные значения, в который переключатель - на потере, выключите потерю, и напряжение на состоянии задано. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage, current, and temperature.

Выведите токи, для которых переключатель - на потере, потеря "выключает", и напряжение на состоянии заданы. Первый элемент должен быть нулем. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage, current, and temperature.

Энергия, рассеянная во время одного переключателя на событии. Этот параметр задан как функция температуры, и финал на состоянии вывел текущий. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage, current, and temperature.

Энергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр задан как функция температуры, и финал на состоянии вывел текущий. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage, current, and temperature.

Падение напряжения через устройство, в то время как это находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр задан как функция температуры, и финал на состоянии вывел текущий. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage, current, and temperature.

Выведите токи, для которых переключатель - на потере, выключают потерю, и напряжение на состоянии задано. Первый элемент должен быть нулем. Задайте этот параметр с помощью скаляра.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage and current.

Энергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр задан как функция температуры, и финал на состоянии вывел текущий. Задайте этот параметр с помощью скаляра.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage and current.

Энергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр задан как функция температуры, и финал на состоянии вывел текущий. Задайте этот параметр с помощью скаляра.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage and current.

Падение напряжения через блок, в то время как это находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр задан как функция температуры, и финал на состоянии вывел текущий. Задайте этот параметр с помощью скаляра.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Thermal loss dependent on устанавливается на Voltage and current.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2013b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте