Идеальный N-channel MOSFET для переключения приложений
Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters
Блок MOSFET (Ideal, Switching) моделирует идеальное поведение переключения полевого транзистора металлооксидного полупроводника (MOSFET) n-канала.
Переключающаяся характеристика n-канала, MOSFET таков, что, если напряжение источника логического элемента превышает заданное пороговое напряжение, MOSFET находится в на состоянии. В противном случае устройство находится в от состояния. Этот рисунок показывает типичный i-v characteristic:
Чтобы задать характеристику I-V MOSFET, установите параметр On-state behaviour and switching losses на любой Specify constant values или Tabulate with temperature and current. Tabulate with temperature and current опция доступна, только если вы осушаете тепловой порт блока.
В на состоянии, путь источника дренажа ведет себя как линейный резистор с сопротивлением, Rds_on. Однако, если вы осушаете тепловой порт блока и параметрируете сведенные в таблицу данные использования устройства I-V, сведенное в таблицу сопротивление является функцией температуры и текущий.
В от состояния, путь источника дренажа ведет себя как линейный резистор с низкой проводимостью несостояния, Goff.
Уравнения Simscape™ определения для блока:
if G > Vth v == i*Rds_on; else v == i/Goff; end
где:
G является напряжением источника логического элемента.
Vth является пороговым напряжением.
v является напряжением источника дренажа.
i является текущим источником дренажа.
Rds_on является сопротивлением на состоянии.
Goff является проводимостью несостояния.
Используя настройки Integral Diode, можно включать диод тела или интегральный защитный диод. Интегральный диод обеспечивает путь к проводимости для противоположного тока. Например, чтобы обеспечить путь для высокого скачка противоположного напряжения, который сгенерирован, когда полупроводниковое устройство внезапно выключает предоставление напряжения к индуктивной нагрузке.
Установите параметр Integral protection diode на основе своей цели.
| Цель | Значение, чтобы выбрать | Блокируйте поведение |
|---|---|---|
| Приоритизируйте скорость симуляции. | Protection diode with no dynamics | Блок включает интегральную копию блока Diode. Чтобы параметрировать внутренний блок Diode, используйте параметры Protection. |
| Точно задайте динамику заряда реверсного режима. | Protection diode with charge dynamics | Блок включает интегральную копию динамической модели блока Diode. Чтобы параметрировать внутренний блок Diode, используйте параметры Protection. |
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. Тепловой порт скрыт по умолчанию. Чтобы включить тепловой порт, выберите тепловой вариант блока.
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.
Переключающиеся потери являются одним из основных источников тепловой потери в полупроводниках. Во время каждого релейного перехода переключения MOSFET parasitics хранит и затем рассеивает энергию.
Переключающиеся потери зависят от напряжения несостояния и тока на состоянии. Когда переключающееся устройство включено, потери мощности зависят от начального напряжения несостояния через устройство и финал, на состоянии текущий, если устройство находится полностью в на состоянии. Точно так же, когда переключающееся устройство выключено, потери мощности зависят от начальной буквы, на состоянии текущей через устройство и итоговое напряжение несостояния через устройство когда в полностью от состояния.
В этом блоке переключающиеся потери применяются путем усиления температуры перехода со значением, равным переключающейся потере, разделенной на общее количество тепла на перекрестке. Switch-on loss, Eon(Tj,Ids) и значения параметров Switch-on loss, Eoff(Tj,Ids) устанавливают размеры переключающихся потерь, и они или фиксируются или зависят от температуры перехода и текущего источника дренажа. В обоих случаях потери масштабируются напряжением несостояния до последнего поворота устройства - на событии.
Примечание
Как итоговый ток после того, как переключающееся событие не известно во время симуляции, блок записывает ток на состоянии в точке, что устройством управляют прочь. Точно так же блок записывает напряжение несостояния в точке, что на устройстве управляют. Поэтому simlog не сообщает о переключающихся потерях для тепловой сети до одного цикла переключения позже.
Для всех идеальных устройств переключения о переключающихся потерях сообщают в simlog как lastTurnOffLoss и lastTurnOnLoss и зарегистрированный как импульс с амплитудой равняются энергетической потере. Если вы используете скрипт, чтобы суммировать общие суммы убытков за заданный период симуляции, необходимо суммировать импульсные значения в каждом импульсе возрастающее ребро. В качестве альтернативы можно использовать ee_getPowerLossSummary и ee_getPowerLossTimeSeries функции, чтобы извлечь проводимость и переключающиеся потери от записанных данных.
Настройки Variables позволяют вам задавать приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.
Чтобы включить настройки Variables для этого блока, установите вариант на PS Control Port | Thermal Port или Electrical Control Port | Thermal Port.
Рисунок показывает имена порта блока.
Diode | GTO | Ideal Semiconductor Switch | IGBT (Ideal, Switching) | N-Channel MOSFET | P-Channel MOSFET | Thyristor (Piecewise Linear)
