主要内容

降压 - 升压转换器

控制器驱动的DC-DC反相或四开关升压或降压电压稳压器

  • 图书馆:
  • Simscape /电气/半导体和转换器/转换器

  • 降压 - 升压转换器块

描述

降压 - 升压转换器块表示DC-DC转换器,其可以从转换器的一侧上升或从转换器的一侧上升到另一侧,通过附加的控制器和栅极信号发生器驱动。降压 - 升压转换器也称为升压/降压电压调节器,因为它们可以增加或减小电压幅度。

块还可以反转电压,使得输出电压的极性与输入电压的极性相反。输出电压的幅度取决于占空比。

降压 - 升压转换器块允许您使用具有四个开关装置的一个开关装置或降压 - 升压转换器来模拟反相降压转换器。交换设备类型的选项是:

模型

块有三种模型变体。要访问模型变体,在“模型”窗口中,右键单击该块。从上下文菜单中,选择simscape.>块选择

模型变体是:

  • PS控制端口 - 使用物理信号端口反转降压-Boost转换器。此块选择是默认值。

  • 电控口 - 反相降压 - 升压转换器,带有一个正极和一个负电池节省端口。使用控制切换设备门Simscape™电气™块,选择此选项。

  • 四开关转换器 - 具有电气节省端口的四开关降压转换器。

反相转换器模型包含开关装置,二极管,电感器和输出电容器。

四开关转换器模型包含四个开关设备,电感器和输出电容。

在每种情况下,电容器都会平滑输出电压。

保护

您可以为每个开关设备提供缓冲电路。缓冲电路包含串联电阻和电容。它们可以保护开关设备免受电感载荷产生当设备关闭负载的电压供应时的高电压。Snubber电路还防止开关装置打开时电流变化的过度速度。

要为每个交换设备添加和配置缓冲电路,请使用缓冲参数。

门控制

要将栅极控制电压信号连接到交换设备的栅极端口,用于:

  • PS控制端口模型:

    1. 转换Simulink金宝app.®栅极控制电压信号与物理信号使用a金宝appSimulink-PS转换器块。

    2. 连接金宝appSimulink-PS转换器街区到G.港口。

  • 电气控制端口模型:

    1. 将Simscape电域正直流电压信号连接到G +港口。

    2. 将Simscape电域负极直流电压信号连接到G-港口。

  • 同步转换器模型:

    1. 将每个Simulink栅极金宝app控制电压信号转换为物理信号金宝appSimulink-PS转换器块。

    2. 使用a将转换后的栅极控制信号复用到单个向量中四脉冲门多路复用器

    3. 将矢量信号连接到G.港口。

变量

用来变量在仿真之前指定块变量的优先级和初始目标值的设置。有关更多信息,请参阅设置块变量的优先级和初始目标

假设和局限性

只有PWM驱动平均开关转换器捕获连续导通模式(CCM)和不连续的传导模式(DCM)。占空比驱动的平均开关转换器仅捕获CCM。

港口

输入

展开所有

与交换设备的栅极端子相关联的物理信号端口。

依赖性

仅启用此端口PS控制港口块选择。

数据类型:双人间

保守

展开所有

与开关装置的栅极端子相关联的电节省端口。

依赖性

仅启用此端口四开关转换器块选择。

数据类型:双人间

与开关装置的正栅极端子相关联的正电节电口。

依赖性

仅启用此端口电气控制港口块选择。

数据类型:双人间

与开关装置的负栅极端子相关联的负电节省端口。

依赖性

仅启用此端口电气控制港口块选择。

数据类型:双人间

与第一直流电压的正端子相关联的电节省端口。

数据类型:双人间

与第一直流电压的负端子相关联的电节省端口。

数据类型:双人间

与第二直流电压的正端子相关联的电节省端口。

数据类型:双人间

与第二直流电压的负极电压相关联的电节省端口。

数据类型:双人间

参数

展开所有

切换设备

该表显示了如何了解切换设备参数取决于切换设备你选择。要了解如何阅读表,请参阅参数依赖项

切换设备参数依赖项

参数和选项
切换设备
理想的半导体开关 GTO. IGBT. Mosfet. 晶闸管 平均切换器
开态阻力 正向电压 正向电压 漏极源的抵抗力 正向电压 开态阻力
关态电导 开态阻力 开态阻力 关态电导 开态阻力
阈值电压 关态电导 关态电导 阈值电压 关态电导
门触发电压,VGT 阈值电压 门触发电压,VGT
闸门关闭电压,VGT_OFF 闸门关闭电压,VGT_OFF
持有电流 持有电流

转换器的开关设备类型。对于四开关模型,交换机相同。

模型。

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

对于不同的交换设备类型,正向电压被认为是:

  • GTO - 阳极和阴极块端口所需的最小电压,用于设备I-V特性的梯度为1 /R.,在哪里R.是值的价值开态阻力

  • IGBT - 集电器和发射极块端口所需的最小电压,用于二极管I-V特性的梯度为1 /R.,在哪里R.是值的价值开态阻力

  • 晶闸管 - 设备打开所需的最小电压

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

对于不同的交换设备类型,开态阻力被认为是:

  • GTO - 电压变化率与正向电压高于电流

  • 理想的半导体开关 - 设备上时的阳极阴极电阻

  • 设备开启时的IGBT - 收集器 - 发射极电阻

  • 晶闸管 - 器件开启时的阳极阴极电阻

  • 平均开关 - 设备上时的阳极阴极电阻

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

漏极和源之间的电阻,也取决于栅极到源极电压。

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

设备关闭时电导。该值必须小于1 /R.,在哪里R.是值的价值开态阻力

对于不同的交换设备类型,开态阻力被认为是:

  • GTO - 阳极 - 阴极电导

  • 理想的半导体开关 - 阳极 - 阴极电导

  • IGBT - 收集器 - 发射极电导

  • MOSFET - 漏极源电导

  • 晶闸管 - 阳极 - 阴极电导

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

栅极电压阈值。当栅极电压高于此值时,器件打开。对于不同的交换设备类型,感兴趣的设备电压是:

  • 理想的半导体开关 - 栅极 - 发射极电压

  • IGBT - 栅极 - 阴极电压

  • MOSFET - 栅极 - 源极电压

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

栅极阴极电压阈值。当栅极阴极电压高于该值时,器件打开。

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

栅极阴极电压阈值。当栅极阴极电压低于该值时,设备关闭。

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

栅极电流阈值。即使当栅极 - 阴极电压低于栅极触发电压时,该器件也会保持电流高于该值。

依赖性

看看切换设备参数依赖项表。

二极管

该表显示了如何了解二极管参数取决于配置方式模型动力学反向恢复时间参数化参数。要了解如何阅读此表,请参阅参数依赖项

二极管参数依赖关系

参数和选项
模型动力学
二极管没有动态 带充电动力学的二极管
正向电压 正向电压
关于抵抗力 关于抵抗力
禁止电导 禁止电导
连接电容
峰值反向电流,IRM
测量IRM时初始正向电流
测量IRM时电流变化率
反向恢复时间参数化
指定妊娠因子 直接指定反向恢复时间 指定反向恢复费用
反向恢复时间拉伸因子 反向恢复时间,TRR 反向恢复费用,QRR

二极管类型。选项是:

  • 二极管没有动态- 选择此选项以使用仿真速度优先考虑二极管块。

  • 带充电动力学的二极管- 选择此选项以在使用换向二极管模型的反向模式充电动态方面优先考虑模型保真度二极管块。

注意

如果你选择平均切换器对于切换设备参数在切换设备设置,此参数不可见二极管没有动态自动选择。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

正面和负块端口所需的最小电压为二极管I-V特性的梯度为1 /R.,在哪里R.是值的价值关于抵抗力

电压变化率与电流高于正向电压

反向偏置二极管的电导。

二极管结电容。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

通过外部测试电路测量的峰值反向电流。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

测量峰值反向电流时的初始正向电流。该值必须大于零。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

测量峰值反向电流时电流的变化率。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

参数化恢复时间的模型。当你选择指定妊娠因子或者指定反向恢复费用,您可以指定块用于派生反向恢复时间的值。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

块用于计算的值反向恢复时间,TRR。指定拉伸因子是比指定反向恢复充电的反向恢复时间更容易的方式。拉伸因子的值越大,反向恢复电流耗散的时间越长。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

间隔在电流最初进入零(当二极管关闭时)和当电流下降到小于峰值反向电流的10%的时间之间的时间。

价值反向恢复时间,TRR参数必须大于值的值峰值反向电流,IRM参数除以值测量IRM时电流变化率参数。

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

块用于计算的值反向恢复时间,TRR。如果二极管设备的数据表指定反向恢复充电的值,则使用此参数而不是反向恢复时间的值。

反向恢复充电是在二极管关闭时继续耗散的总电荷。该值必须小于 - 2 R. m 2 A.

在哪里:

  • rm.是指定的值峰值反向电流,IRM

  • A.是指定的值测量IRM时电流变化率

依赖性

看看二极管参数依赖关系表。

LC参数

电感。

电感的串联电阻。

电容。

电容器的串联电阻。

缓冲

缓冲如果设置,则参数选项卡不可见切换设备到目前为止平均切换器

该表总结了缓冲参数依赖关系。要了解如何阅读表,请参阅参数依赖项

缓冲参数依赖性

缓冲参数依赖性
sn
没有 RC缓冲器
缓冲抵抗
缓冲电容

开关设备缓冲器。

依赖性

看看缓冲参数依赖性表。

开关装置缓冲器的电阻。

依赖性

看看缓冲参数依赖性表。

开关装置缓冲器的电容。

依赖性

看看缓冲参数依赖性表。

参考资料

[1] Trzynadlowski,A. M.现代电力电子介绍,第二版。Hoboken,NJ:2010年John Wiley&Sons Inc.。

[2]小永,R.,Z. Tang,X. Ruan,J. Wei和G. Hua。用于电信直流电源应用的四个开关降压转换器。二十三届IEEE应用电力电子会议和博览会。奥斯汀,TX:2008,PP 1527-1530。

扩展能力

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app

在R2018A介绍