Внедрение модели MOSFET
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Силовая электроника
Металл-оксидный полупроводниковый полевой транзистор (МОП) - полупроводниковый прибор, управляемый сигналом затвора (g > 0). Устройство МОП-транзистора параллельно подключено к внутреннему диоду, который включается, когда устройство МОП-транзистора смещено в обратном направлении (Vds < 0) и сигнал затвора не подается (g = 0). Модель моделируется идеальным переключателем, управляемым логическим сигналом (g > 0 или g = 0), с диодом, включенным параллельно.
МОП-транзистор включается, когда на вход затвора подается положительный сигнал (g > 0), является ли напряжение истока стока положительным или отрицательным. Если сигнал не подается на вход затвора (g = 0), то только внутренний диод проводит, когда напряжение превышает его напряжение Vf.
При положительном или отрицательном токе, протекающем через устройство, МОП-транзистор выключается, когда вход затвора становится равным 0. Если ток I отрицательный и протекает во внутреннем диоде (без сигнала затвора или g = 0), переключатель выключается, когда ток I становится равным 0.
Напряжение включения Vds изменяется:
Vds = Ron * I, когда положительный сигнал подается на вход затвора.
Vds = Rd * I-Vf + Lon * dI/dt при проводимости антипараллельного диода (без сигнала затвора).
Индуктивность Lon-диода доступна только в непрерывной модели. Для большинства приложений значение Lon должно быть равно нулю как для непрерывных, так и для дискретных моделей.
MOSFET-блок также содержит последовательную Rs-C-шнуровую схему, которая может быть соединена параллельно с MOSFET (между узлами d и s).
Внутреннее сопротивление Ron, в Ом. По умолчанию: 0.1. Параметр Ron сопротивления не может быть установлен в значение 0 если параметр «Индуктивность Lon» имеет значение 0.
Внутренняя индуктивность Lon, в хенриях (H). По умолчанию: 0. Обычно для параметра индуктивности Lon установлено значение 0 за исключением случаев, когда для параметра Resistance Ron установлено значение 0.
Внутреннее сопротивление внутреннего диода, в Ом. По умолчанию: 0.01.
Прямое напряжение внутреннего диода в вольтах (В). По умолчанию: 0.
Можно указать начальный ток, протекающий в устройстве MOSFET. Обычно устанавливается значение 0 для начала моделирования с заблокированным устройством. По умолчанию: 0.
Если для параметра Initial current IC установлено значение больше 0, при установившемся расчете начальное состояние МОП-транзистора считается закрытым. Инициализация всех состояний силового электронного преобразователя является сложной задачей. Поэтому эта опция полезна только с простыми цепями.
Сопротивление snubber, в Ом. По умолчанию: 1e5. Задайте для параметра Rs сопротивления Snubber значение inf для исключения привязки из модели.
Емкость snubber в фарадах (F). По умолчанию: inf . Задайте для параметра емкости Cs Snubber значение 0 для устранения привязки или для inf чтобы получить резистивный шуббер.
Если выбрано, добавьте выход Simulink ® в блок, возвращающий ток и напряжение MOSFET. Выбрано значение по умолчанию.
gСигнал симулятора для управления открытием и закрытием МОП-транзистора.
mВыход Simulink блока является вектором, содержащим 2 сигнала. Демультиплексировать эти сигналы можно с помощью блока выбора шины, предоставленного в библиотеке Simulink.
Сигнал | Определение | Единицы |
|---|---|---|
1 | Ток МОП-транзистора | A |
2 | Напряжение МОП-транзистора | V |
Блок MOSFET реализует макромодель реального устройства MOSFET. Он не учитывает ни геометрию устройства, ни сложные физические процессы [1].
В зависимости от значения индуктивности Lon МОП-транзистор моделируется либо как источник тока (Lon > 0), либо как схема переменной топологии (Lon = 0). Блок MOSFET не может быть соединен последовательно с индуктором, источником тока или разомкнутой цепью, если только не используется его схема snubber.
Индуктивность Lon принудительно устанавливается в 0, если выбрана дискретизация цепи.
[1] Мохан, Н., Т. М. Унделанд и В. П. Роббинс, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, 1995.
Диод, GTO, идеальный переключатель, трехуровневый мост, тиристор, универсальный мост