Полумост с идеальными переключателями и тепловым портом
Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters
Блок Half-Bridge (Ideal, Switching) моделирует полумост с идеальными переключателями и тепловым портом. Чтобы выбрать идеальное устройство переключения, установите параметр Switching device на любой MOSFET
, IGBT
, или GTO
.
Можно задать интегральный защитный диод для каждого устройства переключения. Интегральный диод защищает полупроводниковое устройство путем обеспечения пути к проводимости для противоположного тока. Индуктивная нагрузка может произвести высокий скачок противоположного напряжения, когда полупроводниковое устройство внезапно выключает предоставление напряжения к загрузке.
Защитные диоды в полумосте используют Lauritzen и модель мамы, чтобы получить эффекты динамики заряда. Уравнения определения:
(1) |
(2) |
iRM является диодным текущим реверсом пика.
qE является зарядом соединения.
qM является общим накопленным зарядом.
TM является временем транспортировки.
τ является временем жизни несущей.
Блок решает уравнение 2 в t = 0
и qM в установившемся:
(3) |
В t = 0
и qE = 0
, уравнение 1 равно:
(4) |
(5) |
Наконец, блок вычисляет противоположную энергию восстановления, Erec, как:
(6) |
id является током через диод.
vd является напряжением через диод.
τrr является противоположным временем восстановления.
Учитывая t2=τrrln(10)
, общая противоположная энергия восстановления:
(7) |
Текущее изменение в загрузке незначительно. Индуктивность или переключающаяся частота являются достаточно большими так, чтобы текущая загрузка была постоянной между переключателями.
Случайная индуктивность схемы незначительна.
G
— Вектор выводов затвораПорт сохранения физического сигнала сопоставлен с выводами затвора этих двух диодов в виде вектора из двух физических сигналов.
Чтобы включить этот порт, установите Gate-control port на PS
.
+
— Положительный терминалЭлектрический порт сохранения сопоставлен с положительным терминалом.
-
— Отрицательный терминалЭлектрический порт сохранения сопоставлен с отрицательным терминалом.
O
— Выведите узелЭлектрический порт сохранения сопоставлен с выходным узлом.
G1
— Вывод затвора 1Электрический порт сохранения сопоставлен с выводом затвора для первого диода.
Чтобы включить этот порт, установите Gate-control port на Electrical
.
G2
— Вывод затвора 2Электрический порт сохранения сопоставлен с выводом затвора для второго диода.
Чтобы включить этот порт, установите Gate-control port на Electrical
.
H
— Тепловой портТепловой порт сохранения.
Видимость параметров Main зависит от параметров On-state behavior and losses и Switching device. Чтобы изучить, как считать эту таблицу, смотрите Зависимости от Параметра.
Основные зависимости от параметра
Параметры и опции | |||||
---|---|---|---|---|---|
Порт контрольно-пропускной службы | |||||
Переключение устройства | |||||
MOSFET | IGBT | GTO | |||
Пороговое напряжение, Vth | Пороговое напряжение, Vth | Пропустите триггерное напряжение, Vgt | |||
Логический элемент выключает напряжение, Вгт_офф | |||||
Текущее содержание | |||||
Поведение на состоянии и потери | |||||
Specify constant values | Tabulate with temperature and current | Specify constant values | Tabulate with temperature and current | Specify constant values | Tabulate with temperature and current |
Источник дренажа на сопротивлении, R_DS (на) | Напряжение на состоянии, Vds (Tj, Идентификаторы) | Передайте напряжение, VF | Напряжение на состоянии, Vds (Tj, Лед) | Передайте напряжение, VF | Напряжение на состоянии, Vak (Tj, Iak) |
Температурный вектор, Tj | Сопротивление на состоянии | Температурный вектор, Tj | Сопротивление на состоянии | Температурный вектор, Tj | |
Источник дренажа текущий вектор, Идентификаторы | Эмиттерный коллектором текущий вектор, Лед | Вектор анодного катодного тока, Iak | |||
Проводимость состояния Off |
Gate control port
— Порт контрольно-пропускной службыPS
(значение по умолчанию) | Electrical
Использовать ли входной порт физического сигнала, G или электрические порты G1 и G2 сохранения, как порты контрольно-пропускной службы.
Switching device
— Переключение опции устройстваMOSFET
(значение по умолчанию) | IGBT
| GTO
Переключение устройства, чтобы использовать для полумоста.
Threshold voltage, Vth
— Пороговое напряжение
V
| 6
V
| положительная скалярная величинаПороговое напряжение, при котором устройство включает. Значение по умолчанию зависит от установки Switching device.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Gate trigger voltage, Vgt
— Пропустите триггерное напряжение
V
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаПорог напряжения катода логического элемента. Устройство включает, когда напряжение катода логического элемента выше этого значения.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Gate turn-off voltage, Vgt_off
— Логический элемент выключает напряжение
V
(значение по умолчанию) | скалярПорог напряжения катода логического элемента. Устройство выключает, когда напряжение катода логического элемента ниже этого значения.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Holding current
— Текущий порог
A
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаТекущий порог. Устройство остается, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение катода логического элемента падает ниже триггерного напряжения логического элемента.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
On-state behaviour and losses
— На состоянии текущий для данных потерьSpecify constant values
(значение по умолчанию) | Tabulate with temperature and current
Метод параметризации в виде также:
Specify constant values
— Используйте скалярные значения, чтобы задать текущий выход, переключатель - на потере, и выключить данные потерь.
Tabulate with temperature and current
— Используйте векторы, чтобы задать текущий выход, переключатель - на потере, выключить потерю и температурные данные.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Drain-source on resistance, R_DS(on)
— Источник дренажа на сопротивлении
Ohm
(значение по умолчанию)Сопротивление источника дренажа, когда устройство работает.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
On-state voltage, Vds(Tj,Ids)
— Напряжение на состоянии
V
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинПадение напряжения через устройство, когда устройство находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Drain-source current vector, Ids
— Источник дренажа текущий вектор
A
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинТоки источника дренажа, для которых задано напряжение на состоянии. Первым элементом должен быть нуль. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Forward voltage, Vf
— Передайте напряжение
V
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаМинимальное напряжение потребовало через коллектор и эмиттерные порты блока для градиента диода, чтобы характеристика I-V была 1/Ron, где Ron является значением параметра On-state resistance.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
On-state resistance
— Сопротивление эмиттера коллектора на состоянии
Ohm
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаСопротивление эмиттера коллектора, когда устройство работает.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
On-state voltage, Vds(Tj,Ice)
— Напряжение на состоянии
V
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинПадение напряжения через устройство, когда устройство находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Collector-emitter current vector, Ice
— Эмиттерный коллектором текущий вектор
A
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭмиттерные коллектором токи для напряжения на состоянии. Первым элементом должен быть нуль. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
On-state voltage, Vak(Tj,Iak)
— Напряжение на состоянии
V
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинПадение напряжения через устройство, когда устройство находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Anode-cathode current vector, Iak
— Вектор анодного катодного тока
A
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинАнодные катодные токи, для которых задано напряжение на состоянии. Первым элементом должен быть нуль.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Temperature vector, Tj
— Температурный вектор
K
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинТемпературные значения, в которых задано напряжение на состоянии.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Off-state conductance
— Проводимость эмиттера коллектора состояния Off1e-6
1/Ohm
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаПроводимость, когда устройство выключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R является значением параметра On-state resistance.
См. таблицу Main Parameter Dependencies.
Видимость параметров Losses зависит от Switching device и параметров On-state behavior and losses во вкладке Main. Чтобы изучить, как считать эту таблицу, смотрите Зависимости от Параметра.
Зависимости от параметра потерь
Параметры и опции | |||||
---|---|---|---|---|---|
Переключение устройства | |||||
MOSFET | IGBT | GTO | |||
Поведение на состоянии и потери | |||||
Specify constant values | Tabulate with temperature and current | Specify constant values | Tabulate with temperature and current | Specify constant values | Tabulate with temperature and current |
Переключатель - на потере | Переключатель - на потере, Вечность (Tj, Идентификаторы) | Переключатель - на потере | Переключатель - на потере, Вечность (Tj, Лед) | Переключатель - на потере | Переключатель - на потере, Вечность (Tj, Iak) |
Выключите потерю | Выключите потерю, Eoff (Tj, Идентификаторы) | Выключите потерю | Выключите потерю, Eoff (Tj, Лед) | Принудительная коммутация выключает потерю | Выключите потерю, Eoff (Tj, Iak) |
Диодная потеря восстановления реверса | Диодная потеря восстановления реверса, Erec (Tj, Идентификаторы) | Диодная потеря восстановления реверса | Диодная потеря восстановления реверса, Erec (Tj, Лед) | Диодная потеря восстановления реверса | Диодная потеря восстановления реверса, Erec (Tj, Iak) |
На состоянии текущий для данных потерь | Температурный вектор за потери, Tj | На состоянии текущий для данных потерь | Температурный вектор за потери, Tj | На состоянии текущий для данных потерь | Температурный вектор за потери, Tj |
Источник дренажа текущий вектор за потери, Идентификаторы | Эмиттерный коллектором текущий вектор за потери, Лед | Естественная коммутационная потеря исправления | Вектор анодного катодного тока за потери, Iak | ||
Естественная коммутационная потеря исправления | |||||
Напряжение состояния Off для данных потерь |
Switch-on loss
— Переключатель - на потере
J
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаЭнергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-off loss
— Выключите потерю
J
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаЭнергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Diode reverse recovery loss
— Потеря от противоположного диодом восстановления5.70e-3
J
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаЭнергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Off-state voltage for loss data
— Напряжение состояния Off
V
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаВыходное напряжение, когда устройство выключено. Данные потерь задают запирающее напряжение в этом значении.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
On-state current for loss data
— Выведите текущий
A
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаВыведите текущий, для которого переключатель - на потере, выключают потерю, и напряжение на состоянии задано.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-on loss, Eon(Tj,Ids)
— Переключатель - на потере[ 0 2.9e-4 0.00143 0.00286 0.00571 0.01314 0.02286; 0 5.7e-4 0.00263 0.00514 0.01029 0.02057 0.03029 ]
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-off loss, Eoff(Tj,Ids)
— Выключите потерю[0, .21, 1.07, 2.14, 4.29, 9.86, 17.14; 0, .43, 1.97, 3.86, 7.71, 15.43, 22.71] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр задан в зависимости от температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Diode reverse recovery loss, Erec(Tj,Ids)
— Потеря от противоположного диодом восстановления[0, .0031, .021, .11, .21, .43, .99, 1.71, 3.078; 0, .0041, .043, .2, .39, .77, 1.54, 2.27, 4.08] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Drain-source current vector for losses, Ids
— Источник дренажа, текущий для переключения потерь
A
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинТоки источника дренажа, для которых заданы потери. Первым элементом должен быть нуль.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-on loss, Eon(Tj,Ice)
— Переключатель - на потере[0, .0024, .024, .12, .2, .48, 1.04, 2.16, 3.24; 0, .003, .03, .15, .25, .6, 1.3, 2.7, 4.05] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-off loss, Eoff(Tj,Ice)
— Выключите потерю[0, .0007, .0066, .033, .066, .17, .33, .83, 1.5; 0, .001, .01, .05, .1, .25, .5, 1.2, 2.2] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Diode reverse recovery loss, Erec(Tj,Ice)
— Потеря от противоположной диодом потери восстановления[0, .0031, .021, .11, .21, .43, .99, 1.71, 3.078; 0, .0041, .043, .2, .39, .77, 1.54, 2.27, 4.08] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Collector-emitter current vector for losses, Ice
— Эмиттерный коллектором ток за потери
A
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭмиттерные коллектором токи, для которых заданы потери. Первым элементом должен быть нуль.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Forced commutation switch-off loss
— Принудительная коммутация выключает потерю17.14e-3
J
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаЭнергия, рассеянная во время принудительной коммутации, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Natural commutation rectification loss
— Естественная коммутационная потеря исправления10e-3
J
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаПотеря исправления применялась, когда блок выключает, потому что ток падает ниже значения параметра Holding current.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-on loss, Eon(Tj,Iak)
— Переключатель - на потере[0, .0024, .024, .12, .2, .48, 1.04, 2.16, 3.24; 0, .003, .03, .15, .25, .6, 1.3, 2.7, 4.05] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Switch-off loss, Eoff(Tj,Iak)
— Выключите потерю[0, .0007, .0066, .033, .066, .17, .33, .83, 1.5; 0, .001, .01, .05, .1, .25, .5, 1.2, 2.2] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Diode reverse recovery loss, Erec(Tj,Iak)
— Потеря от противоположной диодом потери восстановления[0, .0031, .021, .11, .21, .43, .99, 1.71, 3.078; 0, .0041, .043, .2, .39, .77, 1.54, 2.27, 4.08] * 1e-3
J
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинЭнергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Anode-cathode current vector for losses, Iak
— Анодный катодный ток за потери
A
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинАнодные катодные токи, для которых заданы потери. Первым элементом должен быть нуль.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Temperature vector for losses, Tj
— Температура за потери
K
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинТемпературные значения, в которых заданы потери. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Temperature vector for losses, Tj
— Температура за потери
K
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинТемпературные значения, в которых заданы потери. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Off-state voltage for loss data
— Напряжение состояния Off для данных потерь
V
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаВыходное напряжение, когда устройство выключено. Данные потерь задают запирающее напряжение в этом значении.
См. таблицу Losses Parameter Dependencies.
Integral protection diode
— Защитный диодNo
(значение по умолчанию) | Yes
Смоделировать ли защитный диод интеграла блока.
Diode model
— Модель DiodePiecewise Linear
(значение по умолчанию) | Tabulated I-V curve
Модель Diode в виде также:
Piecewise Linear
— Используйте кусочную линейную модель для диода, как описано в Кусочном Линейном Диоде.
Tabulated I-V curve
— Используйте сведенное в таблицу прямое смещение данные I-V и зафиксированное обратное смещение от проводимости.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
.
Forward voltage
— Передайте напряжение
V
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаМинимальное напряжение требуется через +
и -
блокируйте порты для градиента диода характеристика I-V, чтобы быть 1/Ron, где Ron является значением параметра On resistance.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
и Diode model к Piecewise linear
.
On resistance
— На сопротивлении
Ohm
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величинаСкорость изменения напряжения по сравнению с током выше значения параметра Forward voltage.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
и Diode model к Piecewise linear
.
Off conductance
— От проводимости1e-5
1/Ohm
(значение по умолчанию)Проводимость обратно-смещенного диода.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
и Diode model к Piecewise linear
.
Table type
— Сведенная в таблицу функцияTable in If(Tj,Vf) form
(значение по умолчанию) | Table in Vf(Tj,If) form
Свести ли в таблицу ток в зависимости от температуры и напряжения или напряжения в зависимости от температуры и текущий.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
и Diode model к Tabulated I-V curve
.
Forward currents, If(Tj,Vf)
— Передайте токи
A
(значение по умолчанию) | неотрицательный векторПередайте токи. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных элементов.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
, Diode model к Tabulated I-V curve
, и Table type к Table in If(Tj,Vf) form
.
Junction temperatures, Tj
— Температуры перехода
degC
(значение по умолчанию) | вектор из положительных скалярных величинВектор из температур перехода. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из двух элементов.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
, и Diode model к Tabulated I-V curve
.
Forward voltages, Vf
— Передайте напряжения
V
(значение по умолчанию) | неотрицательный векторВектор из прямых напряжений. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных значений.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
, Diode model к Tabulated I-V curve
, и Table type к Table in If(Tj,Vf) form
.
Forward voltages, Vf(Tj,If)
— Передайте напряжения
V
(значение по умолчанию) | неотрицательный векторПередайте напряжения. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных элементов.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
, Diode model к Tabulated I-V curve
, и Table type к Table in Vf(Tj,If) form
.
Forward currents, If
— Передайте токи
A
(значение по умолчанию) | неотрицательный векторВектор из прямых токов. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных значений.
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes
, Diode model к Tabulated I-V curve
, и Table type к Table in Vf(Tj,If) form
.
Используйте тепловой порт, чтобы симулировать эффекты выработанного тепла и температуры устройства. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и параметров Thermal Port, смотрите Термальные эффекты Симуляции в Полупроводниках.
Diode | GTO | IGBT (Ideal, Switching) | MOSFET (Ideal, Switching) | Thyristor (Piecewise Linear)
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.