Optocoupler

Поведенческая модель оптрона как LED, датчик тока и управляемый текущий источник

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters

  • Optocoupler block

Описание

Этот блок представляет оптрон с помощью модели, которая состоит из следующих компонентов:

  • Экспоненциальный светодиод последовательно с датчиком тока на входной стороне

  • Управляемый текущий источник на выходной стороне

Электрические токи выходной стороны от коллекторного перехода до эмиттерного перехода. Это имеет значение CTR · Id, где CTR является значением параметров Current transfer ratio и Id, является текущим диодом.

Используйте блок Optocoupler, чтобы соединить интерфейсом с двумя электрическими схемами, не устанавливая прямую электрическую связь. Общая причина того, чтобы сделать это состоит в том, что эти две схемы работают на совсем других уровнях напряжения.

Примечание

Каждая электрическая схема должна иметь свой собственный блок Electrical Reference.

Если выходная схема является фототранзистором, типичные значения для параметра Current transfer ratio 0.1 к 0,5. Если выходной каскад состоит из Пары Дарлингтона, значение параметров может быть намного выше, чем это. Значение Current transfer ratio также меняется в зависимости от текущего светодиода, но этот эффект не моделируется блоком Photodiode.

Некоторые производители обеспечивают максимальную скорость передачи данных для оптронов. На практике максимальная скорость передачи данных зависит от следующих факторов:

  • Емкость фотодиода и тип управляющей схемы

  • Конструкция фототранзистора и его связанной емкости

Блок Optocoupler только позволяет вам задать емкость на светодиоде. Можно использовать параметр Junction capacitance, чтобы добавить собственную емкость через коллектор и эмиттерные связи.

Блок Optocoupler позволяет вам температурная зависимость модели базового диода. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием Diode.

Тепловой порт

Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и отсоединяет параметры Thermal Port.

Используйте тепловой порт, чтобы симулировать эффекты выработанного тепла и температуры устройства. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и на параметрах Thermal Port, смотрите Термальные эффекты Симуляции в Полупроводниках.

Переменные

Используйте раздел Variables интерфейса блока, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Допущения и ограничения

  • Выходная сторона моделируется как управляемый текущий источник. По сути, это только правильно аппроксимирует биполярный транзистор, действующий в его нормальной активной области. Чтобы создать более подробную модель, соедините Optocoupler выход непосредственно к основе блока NPN Bipolar Transistor и установите параметры, чтобы обеспечить правильную общую стоимость для текущего отношения передачи. Если необходимо соединить оптроны последовательно, используйте этот подход, чтобы избежать недопустимой топологии двух текущих источников последовательно.

  • Температурная зависимость прямого текущего отношения передачи не моделируется. Обычно температурная зависимость этого параметра очень меньше зависимости оптического диода характеристика I-V.

  • Вы, возможно, должны использовать ненулевые омические значения сопротивления и емкости перехода, чтобы предотвратить числовые проблемы симуляции, но симуляция может запуститься быстрее с этими обнуленными значениями.

Порты

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставил с диодом положительный терминал

Электрический порт сохранения сопоставил с диодом отрицательный терминал

Электрический порт сохранения сопоставлен с транзисторным терминалом коллектора

Электрический порт сохранения сопоставлен с транзисторным терминалом эмиттера

Параметры

развернуть все

Основной

Выход текущее течение из транзисторного коллектора к эмиттерным переходам равен продукту текущего отношения передачи и текущего течения в светодиоде.

Выберите один из следующих методов для параметризации модели:

  • Use I-V curve data points — Задайте результаты измерений в двух точках на диоде кривая I-V.

  • Use parameters IS and N — Задайте текущее насыщение и коэффициент эмиссии.

Вектор из текущих значений в двух точках на диоде кривая I-V, что использование блока, чтобы вычислить IS и N.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use I-V curve data points для параметра Diode parameterization.

Вектор из значений напряжения в двух точках на диоде кривая I-V, что использование блока, чтобы вычислить IS и N.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use I-V curve data points для параметра Diode parameterization.

Серийное диодное сопротивление связи.

Величина тока, к которому идеальное диодное уравнение приближается асимптотически для очень больших уровней обратного смещения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use parameters IS and N для параметра Diode parameterization.

Температура, при которой были измерены IS или кривая I-V. Значением по умолчанию является 25 °C.

Диодный коэффициент эмиссии или фактор идеальности.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use parameters IS and N для параметра Diode parameterization.

Емкость перехода

Выберите одну из следующих опций для моделирования диодной емкости перехода:

  • Fixed or zero junction capacitance — Смоделируйте емкость перехода как фиксированное значение.

  • Use C-V curve data points — Задайте результаты измерений в трех точках на диоде кривая C-V.

  • Use parameters CJ0, VJ, M & FC — Задайте емкость перехода нулевого смещения, потенциал соединения, градуируя коэффициент и коэффициент емкости истощения прямого смещения.

Фиксированное значение емкости перехода.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Fixed or zero junction capacitance для параметра Capacitance.

Значение емкости помещается параллельно с экспоненциальным диодным термином.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use parameters CJ0, VJ, M & FC для параметра Capacitance.

Потенциал соединения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use parameters CJ0, VJ, M & FC для параметра Capacitance.

Коэффициент, который определяет количество классификации соединения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use parameters CJ0, VJ, M & FC для параметра Capacitance.

Вектор из значений напряжения обратного смещения в трех точках на диоде кривая C-V, что использование блока, чтобы вычислить CJ0, VJ и M.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use C-V curve data points для параметра Capacitance.

Вектор из значений емкости в трех точках на диоде кривая C-V, что использование блока, чтобы вычислить CJ0, VJ и M.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use C-V curve data points для параметра Capacitance.

Подходящий коэффициент, который определяет количество уменьшения емкости истощения с приложенным напряжением.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use C-V curve data points или Use parameters CJ0, VJ, M & FC для параметра Capacitance.

Температурная зависимость

Выберите один из следующих методов для температурной параметризации зависимости:

  • None — Simulate at parameter measurement temperature — Температурная зависимость не моделируется, или модель симулирована в T m1 температуры измерения (как задано параметром Measurement temperature на вкладке Main). Это - метод по умолчанию.

  • Use an I-V data point at second measurement temperature T2 — Если вы выбираете эту опцию, вы задаете второй T m2 температуры измерения, и текущие значения и значения напряжения при этой температуре. Модель использует эти значения, наряду со значениями параметров в первом T m1 температуры измерения, чтобы вычислить значение энергетического кризиса.

  • Specify saturation current at second measurement temperature T2 — Если вы выбираете эту опцию, вы задаете второй T m2 температуры измерения и текущее значение насыщения при этой температуре. Модель использует эти значения, наряду со значениями параметров в первом T m1 температуры измерения, чтобы вычислить значение энергетического кризиса.

  • Specify the energy gap EG — Задайте значение энергетического кризиса непосредственно.

Задайте диод текущее значение I1, когда напряжением будет V1 при второй температуре измерения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use an I-V data point at second measurement temperature T2 для параметра Parameterization.

Задайте диодное напряжение значение V1, когда током будет I1 при второй температуре измерения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use an I-V data point at second measurement temperature T2 для параметра Parameterization.

Задайте насыщение текущее значение IS при второй температуре измерения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Specify saturation current at second measurement temperature T2 для параметра Parameterization.

Задайте значение для второй температуры измерения.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Use an I-V data point at second measurement temperature T2 или Specify saturation current at second measurement temperature T2 для параметра Parameterization.

Выберите значение для энергетического кризиса из списка предопределенных опций или задайте пользовательское значение:

  • Use nominal value for silicon (EG=1.11eV) Это значение по умолчанию.

  • Use nominal value for 4H-SiC silicon carbide (EG=3.23eV)

  • Use nominal value for 6H-SiC silicon carbide (EG=3.00eV)

  • Use nominal value for germanium (EG=0.67eV)

  • Use nominal value for gallium arsenide (EG=1.43eV)

  • Use nominal value for selenium (EG=1.74eV)

  • Use nominal value for Schottky barrier diodes (EG=0.69eV)

  • Specify a custom value — Если вы выбираете эту опцию, параметр Energy gap, EG, кажется, в диалоговом окне, позволяет вам задать пользовательское значение для EG.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Specify the energy gap EG для параметра Parameterization.

Задайте пользовательское значение для энергетического кризиса, EG.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Specify a custom value для параметра Energy gap parameterization.

Выберите одну из следующих опций, чтобы задать насыщение текущее температурное значение экспоненты:

  • Use nominal value for pn-junction diode (XTI=3) Это значение по умолчанию.

  • Use nominal value for Schottky barrier diode (XTI=2)

  • Specify a custom value — Если вы выбираете эту опцию, параметр Saturation current temperature exponent, XTI, кажется, в диалоговом окне, позволяет вам задать пользовательское значение для XTI.

Задайте пользовательское значение для насыщения текущая температурная экспонента, XTI.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Specify a custom value для параметра Saturation current temperature exponent parameterization.

Задайте значение для температурного T s, в котором должно быть симулировано устройство.

Примеры модели

Linear Electric Actuator with Control

Линейный электропривод с управлением

Подробная модель реализации управляемого линейного привода. Привод состоит из двигателя постоянного тока, управляющего червячной передачей, которая в свою очередь управляет ведущим винтом, чтобы произвести линейное движение. Модель включает эффекты квантования датчика эффекта Холла и реализацию управления в аналоговой электронике. Существует несколько различных подсистем в этой модели, которые имеют модели на различных уровнях точности.

Ссылки

[1] Г. Массобрио и П. Антоньетти. Полупроводниковое моделирование устройства с SPICE. 2-й выпуск, McGraw-Hill, 1993.

[2] Х. Ахмед и П.Дж. Спридбери. Аналоговая и цифровая электроника для инженеров. 2-й Выпуск, издательство Кембриджского университета, 1984.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Введенный в R2008a

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте