Импульсно-широтный модулированный источник напряжения
Simscape/Электрический/Интегральные схемы
Блок Controlled PWM Voltage представляет источник напряжения с модуляцией ширины импульса (PWM). Блок имеет два варианта моделирования, доступных путем щелчка правой кнопкой мыши по блоку в вашей блок-схеме и затем выбора соответствующей опции из контекстного меню, в разделе Simscape > Block choices:
Electrical input ports - блок вычисляет коэффициент заполнения на основе напряжения ссылки через свои ref+ и ref- порты. Этот вариант моделирования является вариантом по умолчанию.
PS input - Задайте значение коэффициента заполнения непосредственно при помощи входного порта физического сигнала.
Для Electrical input ports варианта блока требуемый коэффициент заполнения
где:
V ref является опорным напряжением на портах ref+ и ref-.
V мин является минимальным опорным напряжением.
V max является максимальным опорным напряжением.
Значение параметра Output voltage amplitude определяет амплитуду выходного напряжения.
В начальном моменте времени импульс инициализируется как высокий, если только параметр Pulse delay time не больше нуля или требуемый коэффициент заполнения не равен нулю.
Можно использовать параметры Pulse delay time и Pulse width offset, чтобы добавить небольшую задержку включения и небольшое усовершенствование отключения. Это может быть полезно при настройке времени переключения так, чтобы минимизировать потери переключения.
В режиме PWM блок имеет две опции типа события переключения при перемещении между выходным высоким и выходным низким состояниями:
Asynchronous – Best for variable-step solvers - Асинхронные события лучше подходят для переменных решателей шага, потому что они требуют меньшего количества шагов симуляции для того же уровня точности. В асинхронном режиме события переключения PWM генерируют пересечения нуля, и поэтому время переключения всегда определяется точно, независимо от максимального размера шага симуляции.
Discrete—time – Best for fixed-step solvers - События дискретного времени лучше подходят для операции с фиксированным шагом, потому что тогда события переключения всегда синхронизируются с шагом симуляции. Использование асинхронной реализации с решателями с фиксированным шагом может иногда привести к тому, что события будут до одного шага симуляции с опозданием. Для получения дополнительной информации смотрите Симуляция с фиксированными Временным шагом - Локальные и Глобальные решатели с фиксированным шагом.
Если вы используете решатель с фиксированным шагом или локальный решатель и тип события переключения в дискретном времени, к Sample time значения параметров применяются следующие ограничения:
Значение шага расчета должно быть кратным размеру шага симуляции.
Этот шаг расчета должен быть небольшим по сравнению с периодом ШИМ, чтобы обеспечить достаточное разрешение.
Модель основана на следующих допущениях:
Выход REF этого блока плавающий, он не привязан к Electrical Reference. Одним из последствий этого является то, что если вы соединяете электрические порты PWM и REF непосредственно с электрическими портами PWM и REF H-моста или драйвера затвора, необходимо присоединить блок Electrical Reference к соединительной линии REF.
Не соединяйте Controlled PWM блок непосредственно с полупроводниковым затвором, потому что это опускает выходное сопротивление драйвера затвора, которое определяет динамику переключений. Используйте Gate Driver или Half-Bridge Driver блок, чтобы задать напряжение источника или ключа.
Не используйте блок Controlled PWM для непосредственного управления блоком электродвигателя. Драйвер PWM двигателя переходит с разомкнутой схемой между импульсами. Используйте блок H-Bridge, чтобы привести в действие блок мотора.
При движении двигателя через блок H-Bridge установите параметр Simulation mode равным Averaged чтобы ускорить симуляции. Необходимо также задать параметр Simulation mode блока H-Bridge равным Averaged режим. Это применяет среднее требуемое напряжение ШИМ к двигателю. The Averaged mode принимает, что импеданс индуктивного члена двигателя мал в PWM frequency. Чтобы проверить это предположение, запустите симуляцию с помощью PWM режим и сравнение результатов с результатами, полученными при использовании Averaged режим.
Если вы линеаризируете модель, установите параметр Simulation mode равным Averaged и убедитесь, что рабочая точка блока задана правильно. Можно линеаризировать блок только для входов, соответствующих коэффициенту заполнения больше нуля и меньше 100 процентов.
Когда вы используете этот блок в PWM mode с Use local solver option, выбранной в блоке Solver Configuration, установите параметр Switching event type равным Discrete—time – Best for fixed-step solvers. Использование Asynchronous – Best for variable-step solvers опция в этой ситуации может привести к неточностям, потому что симуляция с локальным решателем подразумевает фиксированный шаг, и события PWM не всегда совпадают точно с шагами симуляции. Это приводит к тому, что события PWM иногда происходят на один шаг симуляции поздно.
