Half-Bridge (Ideal, Switching)

Полумост с идеальными переключателями и тепловым портом

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters

Описание

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.

Уравнения

Защитные диоды в полумосте используют Lauritzen и модель мамы, чтобы получить эффекты динамики заряда. Уравнения определения:

iRM=qEqMTM(1)
dqMdt+qMτqEqMTM=0(2)
где:

  • 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:

qM=iRMττ(iRMiF)exp(tτ)=τiF.(3)

В t = 0 и qE = 0, уравнение 1 равно:

iRM=qMTM.(4)
Блок затем заменяет уравнением 3 в уравнение 4:
iRM=τTMiF,(5)
где iF является стартовым форвардом, текущим при измерении iRM.

Наконец, блок вычисляет противоположную энергию восстановления, Erec, как:

Erec=t1t2idvddt=nt2iRMexp(tt1τrr)vRdt,(6)
где:

  • id является током через диод.

  • vd является напряжением через диод.

  • τrr является противоположным временем восстановления.

Учитывая t2=τrrln(10), общая противоположная энергия восстановления:

Erec=0.9τrrτTMiFvR=0.9τ2τ+TMiFvR.(7)

Допущения и ограничения

  • Текущее изменение в загрузке незначительно. Индуктивность или переключающаяся частота являются достаточно большими так, чтобы текущая загрузка была постоянной между переключателями.

  • Случайная индуктивность схемы незначительна.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Порт сохранения физического сигнала сопоставлен с выводами затвора этих двух диодов в виде вектора из двух физических сигналов.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Gate-control port на PS.

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставлен с положительным терминалом.

Электрический порт сохранения сопоставлен с отрицательным терминалом.

Электрический порт сохранения сопоставлен с выходным узлом.

Электрический порт сохранения сопоставлен с выводом затвора для первого диода.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Gate-control port на Electrical.

Электрический порт сохранения сопоставлен с выводом затвора для второго диода.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Gate-control port на Electrical.

Тепловой порт сохранения.

Параметры

развернуть все

Основной

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
MOSFETIGBTGTO
Пороговое напряжение, VthПороговое напряжение, VthПропустите триггерное напряжение, Vgt
Логический элемент выключает напряжение, Вгт_офф
Текущее содержание
Поведение на состоянии и потери
Specify constant valuesTabulate with temperature and currentSpecify constant valuesTabulate with temperature and currentSpecify constant valuesTabulate with temperature and current
Источник дренажа на сопротивлении, R_DS (на)Напряжение на состоянии, Vds (Tj, Идентификаторы)Передайте напряжение, VFНапряжение на состоянии, Vds (Tj, Лед)Передайте напряжение, VFНапряжение на состоянии, Vak (Tj, Iak)
Температурный вектор, TjСопротивление на состоянииТемпературный вектор, TjСопротивление на состоянииТемпературный вектор, Tj
Источник дренажа текущий вектор, ИдентификаторыЭмиттерный коллектором текущий вектор, ЛедВектор анодного катодного тока, Iak
Проводимость состояния Off

Использовать ли входной порт физического сигнала, G или электрические порты G1 и G2 сохранения, как порты контрольно-пропускной службы.

Переключение устройства, чтобы использовать для полумоста.

Пороговое напряжение, при котором устройство включает. Значение по умолчанию зависит от установки Switching device.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Порог напряжения катода логического элемента. Устройство включает, когда напряжение катода логического элемента выше этого значения.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Порог напряжения катода логического элемента. Устройство выключает, когда напряжение катода логического элемента ниже этого значения.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Текущий порог. Устройство остается, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение катода логического элемента падает ниже триггерного напряжения логического элемента.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

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.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Сопротивление источника дренажа, когда устройство работает.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Падение напряжения через устройство, когда устройство находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Токи источника дренажа, для которых задано напряжение на состоянии. Первым элементом должен быть нуль. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Минимальное 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.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Сопротивление эмиттера коллектора, когда устройство работает.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Падение напряжения через устройство, когда устройство находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Эмиттерные коллектором токи для напряжения на состоянии. Первым элементом должен быть нуль. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Падение напряжения через устройство, когда устройство находится в инициированном проводящем состоянии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Анодные катодные токи, для которых задано напряжение на состоянии. Первым элементом должен быть нуль.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Температурные значения, в которых задано напряжение на состоянии.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Проводимость, когда устройство выключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R является значением параметра On-state resistance.

Зависимости

См. таблицу Main Parameter Dependencies.

Потери

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
MOSFETIGBTGTO
Поведение на состоянии и потери
Specify constant valuesTabulate with temperature and currentSpecify constant valuesTabulate with temperature and currentSpecify constant valuesTabulate with temperature and current
Переключатель - на потереПереключатель - на потере, Вечность (Tj, Идентификаторы)Переключатель - на потереПереключатель - на потере, Вечность (Tj, Лед)Переключатель - на потереПереключатель - на потере, Вечность (Tj, Iak)
Выключите потерюВыключите потерю, Eoff (Tj, Идентификаторы)Выключите потерюВыключите потерю, Eoff (Tj, Лед)Принудительная коммутация выключает потерюВыключите потерю, Eoff (Tj, Iak)
Диодная потеря восстановления реверсаДиодная потеря восстановления реверса, Erec (Tj, Идентификаторы)Диодная потеря восстановления реверсаДиодная потеря восстановления реверса, Erec (Tj, Лед)Диодная потеря восстановления реверсаДиодная потеря восстановления реверса, Erec (Tj, Iak)
На состоянии текущий для данных потерьТемпературный вектор за потери, TjНа состоянии текущий для данных потерьТемпературный вектор за потери, TjНа состоянии текущий для данных потерьТемпературный вектор за потери, Tj
Источник дренажа текущий вектор за потери, ИдентификаторыЭмиттерный коллектором текущий вектор за потери, ЛедЕстественная коммутационная потеря исправленияВектор анодного катодного тока за потери, Iak
Естественная коммутационная потеря исправления
Напряжение состояния Off для данных потерь

Энергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Выходное напряжение, когда устройство выключено. Данные потерь задают запирающее напряжение в этом значении.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Выведите текущий, для которого переключатель - на потере, выключают потерю, и напряжение на состоянии задано.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр задан в зависимости от температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Токи источника дренажа, для которых заданы потери. Первым элементом должен быть нуль.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Эмиттерные коллектором токи, для которых заданы потери. Первым элементом должен быть нуль.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время принудительной коммутации, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Потеря исправления применялась, когда блок выключает, потому что ток падает ниже значения параметра Holding current.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время одного переключателя - на событии. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия, рассеянная во время сингла, выключает событие. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Энергия рассеивается во время противоположного диодом события восстановления. Этот параметр является функцией температуры, и финал на состоянии вывел текущий.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Анодные катодные токи, для которых заданы потери. Первым элементом должен быть нуль.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Температурные значения, в которых заданы потери. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Температурные значения, в которых заданы потери. Задайте этот параметр с помощью векторного количества.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Выходное напряжение, когда устройство выключено. Данные потерь задают запирающее напряжение в этом значении.

Зависимости

См. таблицу Losses Parameter Dependencies.

Интегральный диод

Смоделировать ли защитный диод интеграла блока.

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.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes.

Минимальное напряжение требуется через + и - блокируйте порты для градиента диода характеристика I-V, чтобы быть 1/Ron, где Ron является значением параметра On resistance.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes и Diode model к Piecewise linear.

Скорость изменения напряжения по сравнению с током выше значения параметра Forward voltage.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes и Diode model к Piecewise linear.

Проводимость обратно-смещенного диода.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes и Diode model к Piecewise linear.

Свести ли в таблицу ток в зависимости от температуры и напряжения или напряжения в зависимости от температуры и текущий.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes и Diode model к Tabulated I-V curve.

Передайте токи. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных элементов.

Зависимости

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.

Вектор из температур перехода. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из двух элементов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode на Yes, и Diode model к Tabulated I-V curve.

Вектор из прямых напряжений. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных значений.

Зависимости

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.

Передайте напряжения. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных элементов.

Зависимости

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.

Вектор из прямых токов. Этот параметр должен быть вектором по крайней мере из трех неотрицательных значений.

Зависимости

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.

Тепловой порт

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.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2021b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте