Источник импульсно-модулированного напряжения
Simscape/Электрические/Интегральные схемы
Блок управляемого напряжения ШИМ представляет источник напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Блок имеет два варианта моделирования, доступ к которым можно получить, щелкнув правой кнопкой мыши блок на блок-схеме и выбрав соответствующий параметр в контекстном меню в меню Simscape > Block choices:
Электрические входные порты - блок вычисляет рабочий цикл на основе опорного напряжения на его ссылочном + и ссылочном портах. Этот вариант моделирования используется по умолчанию.
Вход PS - укажите значение рабочего цикла непосредственно с помощью входного порта физического сигнала.
Для варианта электрических входных портов блока требуемым рабочим циклом является
процентов
где:
Vref - опорное напряжение на портах ref + и ref-.
Vmin - минимальное опорное напряжение.
Vmax - максимальное опорное напряжение.
Значение параметра амплитуды выходного напряжения определяет амплитуду выходного напряжения.
В момент времени нуль импульс инициализируется как высокий, если параметр времени задержки импульса не больше нуля или если требуемый рабочий цикл не равен нулю.
Можно использовать параметры Время задержки импульса и Смещение ширины импульса, чтобы добавить небольшую задержку включения и небольшое опережение отключения. Это может быть полезно при точной настройке времени переключения, чтобы минимизировать потери переключения.
В режиме ШИМ блок имеет две опции для типа события переключения при переходе между выходным высоким и выходным низким состояниями:
Asynchronous – Best for variable-step solvers - Асинхронные события лучше подходят для решателей переменных шагов, поскольку они требуют меньшего количества этапов моделирования для того же уровня точности. В асинхронном режиме события переключения ШИМ генерируют пересечение нуля, и поэтому время переключения всегда определяется точно, независимо от максимального размера шага моделирования.
Discrete—time – Best for fixed-step solvers - Дискретные временные события лучше подходят для работы с фиксированным шагом, поскольку тогда события переключения всегда синхронизируются с этапом моделирования. Использование асинхронной реализации с решателями с фиксированным шагом иногда может привести к тому, что события будут запаздывать до одного шага моделирования. Дополнительные сведения см. в разделе Моделирование с фиксированным шагом времени - локальные и глобальные решатели фиксированного шага.
Если используется решатель с фиксированным шагом или локальный решатель и тип события дискретного переключения времени, к значению параметра Sample time применяются следующие ограничения:
Время выборки должно быть кратным размеру шага моделирования.
Время выборки должно быть небольшим по сравнению с периодом ШИМ, чтобы обеспечить достаточное разрешение.
Модель основана на следующих допущениях:
Выходной сигнал REF этого блока является плавающим и не привязан к опорному электрическому сигналу. Одним из следствий этого является то, что при подключении электрических портов PWM и REF непосредственно к электрическим портам PWM и REF H-моста или драйвера затвора к соединительной линии REF необходимо присоединить электрический опорный блок.
Не подключайте управляемый блок ШИМ непосредственно к полупроводниковому затвору, так как при этом отсутствует выходной импеданс драйвера затвора, определяющий динамику переключения. Используйте драйвер затвора или блок драйвера полумоста для установки напряжения источника затвора или эмиттера затвора.
Не используйте управляемый блок ШИМ для непосредственного привода блока двигателя. Драйвер двигателя ШИМ размыкает цепь между импульсами. Используйте блок H-Bridge для привода блока двигателя.
При управлении двигателем через блок H-Bridge установите для параметра режима моделирования значение Averaged для ускорения моделирования. Необходимо также установить для параметра режима моделирования блока H-Bridge значение Averaged режим. При этом на двигатель подается среднее значение требуемого напряжения ШИМ. Averaged режим предполагает, что импеданс индуктивного члена двигателя мал на частоте ШИМ. Чтобы проверить это предположение, запустите моделирование с помощью PWM режим и сравнить результаты с результатами, полученными при использовании Averaged режим.
При линеаризации модели задайте для параметра Режим моделирования (Simulation mode) значение Averaged и убедитесь, что рабочая точка блока указана правильно. Блок можно линеаризовать только для входных данных, соответствующих рабочему циклу больше нуля и меньше 100%.
При использовании этого блока в PWM в режиме с опцией Использовать локальный решатель, выбранной в блоке Конфигурация решателя, установите для параметра Тип события переключения значение Discrete—time – Best for fixed-step solvers. Использование Asynchronous – Best for variable-step solvers опция в этой ситуации может привести к неточностям, поскольку моделирование с помощью локального решателя подразумевает фиксированный шаг, и события ШИМ не всегда будут точно совпадать с шагами моделирования. Это приводит к тому, что события ШИМ иногда происходят с опозданием на один этап моделирования.
