Voltage-Controlled Switch

Управляемый напряжением переключатель с гистерезисом

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Электрический/Дополнительные компоненты/SPICE Passives

  • Voltage-Controlled Switch block

Описание

Блок Voltage-Controlled Switch представляет электрические характеристики переключателя, состояние которого управляется напряжением через входные порты (controlling voltage).

Этот блок моделирует либо переменное сопротивление, либо короткий переключатель. Для переключателя с переменным сопротивлением установите параметр Switch model равным Smooth transition between Von and Voff. Для переключателя с коротким переходом установите Switch model равным Abrupt transition after delay.

Переключатель с коротким переходом

В переключателе с коротким переходом переход между состояниями off и on мгновенен:

  • Когда управляющее напряжение больше или равно сумме Threshold voltage, VT и Hysteresis voltage, VH значений параметров, переключатель закрывается и имеет сопротивление, равное On resistance, RON значению параметров.

  • Когда управляющее напряжение меньше, чем значение параметров Threshold voltage, VT минус значение параметров Hysteresis voltage, VH, переключатель открыт и имеет сопротивление, равное Off resistance, ROFF значению параметров.

  • Когда управляющее напряжение больше или меньше значение параметров Threshold voltage, VT на величину, меньшую или равную значению параметров Hysteresis voltage, VH, напряжение находится в crossover region, и состояние переключателя остается неизменным.

Примечание

Если значение параметров Hysteresis voltage, VH меньше 0блок моделирует переключатель переменного сопротивления независимо от значения, которое вы задаете для параметра Switch model.

Переключатель переменного сопротивления

В переключателе с переменным сопротивлением переход между состояниями off и on экспоненциала:

  • Когда Control voltage for on state, VON больше Control voltage for off state, VOFF:

    • Если управляющее напряжение больше, чем Control voltage for on state, VON значения параметров, переключатель закрывается и имеет сопротивление, равное On resistance, RON значению параметров.

    • Если управляющее напряжение меньше, чем Control voltage for off state, VOFF значения параметров, переключатель открыт и имеет сопротивление, равное Off resistance, ROFF значению параметров.

    • Если управляющее напряжение больше, чем Control voltage for off state, VOFF значения параметров или меньше, чем Control voltage for on state, VON значения параметров, сопротивление определяется:

      Rs=exp[Lm+3Lr(Vc−Vm2Vd)−2Lr((Vc−Vm)3Vd3)]

      где:

      • Rs - сопротивление переключателя.

      • Lm=ln[(RON*ROFF)12] - среднее логарифмическое значений резисторов.

      • Lr=ln(RONROFF) - логарифмическое отношение значений резисторов.

      • Vc - управляющее напряжение.

      • Vm=VON+VOFF2 - среднее значение управляющих напряжений.

      • Vd=VON−VOFF - различие между управляющими напряжениями.

  • Когда Control voltage for on state, VON меньше Control voltage for off state, VOFF:

    • Если управляющее напряжение меньше, чем значение параметров Control voltage for on state, VON, переключатель закрывается и имеет сопротивление, равное On resistance, RON значению параметров.

    • Если управляющее напряжение больше, чем Control voltage for off state, VOFF значения параметров, переключатель открыт и имеет сопротивление, равное Off resistance, ROFF значению параметров.

    • Если управляющее напряжение меньше, чем значение параметров Control voltage for off state, VOFF или больше, чем значение параметров Control voltage for on state, VON, сопротивление определяется:

      Rs=exp[Lm+3Lr(Ic−Im2Id)−2Lr((Ic−Im)3Id3)]

Допущения и ограничения

Модель выходного сопротивления блока является прерывистой во время переключения. Разрыв может вызвать числовые проблемы. Попробуйте следующие действия для решения проблем:

  • Установите On resistance, RON и Off resistance, ROFF значений параметров, чтобы сохранить RON разделенными на ROFF как можно больше, и более 1e+12.

  • Увеличьте значение параметров Hysteresis voltage, VH, чтобы уменьшить болтовню переключателей.

  • Если используется решатель с переменным шагом, уменьшите значение параметров Max step size (в диалоговом окне Configuration Parameters блока).

    Примечание

    Это увеличивает время симуляции.

Порты

Сохранение

расширить все

Электрический порт сопоставлен с положительным входом управляемого напряжением переключателя.

Электрический порт сопоставлен с отрицательным входом управляемого напряжением переключателя.

Электрический порт сопоставлен с положительным выходом управляемого напряжением переключателя.

Электрический порт сопоставлен с отрицательным выходом управляемого напряжением переключателя.

Параметры

расширить все

Является ли переход между состоянием включения и током выключения мгновенным или нет. Чтобы смоделировать этот блок как переключатель с переменным сопротивлением, выберите Smooth transition between Ion and Ioff. Чтобы смоделировать этот блок как переключатель с коротким переходом, выберите Abrupt transition after delay.

Напряжение, выше которого блок интерпретирует управляющее напряжение как ВЫСОКОЕ.

Примечание

Управляющее напряжение должно отличаться от порога напряжения как минимум на Hysteresis voltage, VH значения параметров, чтобы изменить состояние переключателя.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switch model равным Abrupt transition after delay.

Величина, на которую управляющее напряжение должно превысить или опуститься ниже значения параметров Threshold voltage, VT, чтобы изменить состояние переключателя.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switch model равным Abrupt transition after delay.

Включите управляющее напряжение для включённого состояния.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switch model равным Smooth transition between Von and Voff.

Включите управляющее напряжение для выключенного состояния.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switch model равным Smooth transition between Von and Voff.

Сопротивление переключателя при его закрытии.

Является ли автоматическое вычисление выключенного сопротивления этого переключателя следующим 1/GMIN.

Примечание

Значение параллельной проводимости, GMIN, зависит от того, содержит ли ваша модель блок Environment Parameters.

По умолчанию GMIN соответствует параметру GMIN блока Environment Parameters, значение по умолчанию которого является 1e-12. Чтобы изменить GMIN, добавьте блок Environment Parameters к модели и установите параметр GMIN на желаемое значение.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switch model равным Abrupt transition after delay.

Сопротивление переключателя, когда он открыт.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, либо:

  • Установите Switch model значение Abrupt transition after delay и Use 1/GMIN as Off resistance к No. Значение по умолчанию 1e12.

  • Установите Switch model значение Smooth transition between Von and Voff. Значение по умолчанию 1e6.

, .

Задержка, после которой происходит переход коммутатора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switch model равным Abrupt transition after delay.

Расширенные возможности

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

.

См. также

Блоки Simscape

Функции

Темы

Введенный в R2009a

Simscape Electrical документация

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте