提高转换器

控制器驱动的DC-DC升压稳压器

展开全部页面

库:
Simscape /电气/半导体和转换器/转换器

描述

的提高转换器块表示由连接的控制器和门信号发生器驱动的直流电压上升的转换器。升压变换器也被称为升压稳压器，因为他们增加电压幅度。

的提高转换器Block允许您建模具有一个开关设备的非同步转换器或具有两个开关设备的同步转换器。开关设备类型可选:

GTO -门关断晶闸管。有关设备的I-V特性的信息，请参见矩形脉冲断开．
理想半导体开关-有关器件的I-V特性的信息，请参阅理想半导体开关．
IGBT -绝缘栅双极晶体管。有关设备的I-V特性的信息，请参见IGBT(理想，交换)．
MOSFET - n通道金属氧化物半导体场效应晶体管。有关设备的I-V特性的信息，请参见MOSFET(理想开关)．
晶闸管-有关器件的I-V特性的信息，请参见晶闸管(分段线性)．
平均开关-带有反平行二极管的半导体开关。控制信号接口，G中的值[0, 1]时间间隔。当值在端口时G等于0或1，平均开关是全开或全闭，它的行为类似于理想半导体开关块与反平行二极管。当值在端口时G之间的是0而且1时，平均开关部分打开。然后，您可以在指定的周期内平均PWM信号。这允许模型的欠采样或使用调制波形代替PWM信号。

变换器拓扑

您可以将该转换器建模为具有物理信号门控制端口或具有两个电气控制端口的非同步转换器，或具有电气控制端口的同步转换器。要选择转换器拓扑，请设置建模选项参数:

非同步的转换器-非同步转换器与可选的物理或电气门控制端口。
同步转换器同步转换器与多路门信号。

非同步升压变换器模型包含一个电感器，一个开关装置，一个二极管和一个输出电容器。

同步升压变换器模型包含一个电感器，两个开关器件和一个输出电容。

在每种情况下，电容器平滑输出电压。

保护

对于同步转换器模型，可以包括一个整体保护二极管。集成二极管通过提供反向电流的传导路径来保护半导体器件。当半导体器件突然切断对负载的电压供应时，感性负载可以产生高反向电压尖峰。

若要包括和配置内部保护二极管，请使用二极管参数。此表显示如何设置动力学模型根据你的目标设置参数。

目标		要选择的值	整体式保护二极管
不包括保护。		`没有一个`	没有一个
包括保护。	优先考虑模拟速度。	`无动态二极管`	的二极管块
包括保护。	通过精确指定反向模式电荷动态来优先考虑模型保真度。	`电荷动态二极管`	的动态模型二极管块

您还可以为每个开关设备包括一个缓冲电路。缓冲器电路包含一个串联的电阻和电容。当设备切断对负载的电压供应时，它们保护开关设备免受感性负载产生的高电压。当开关设备接通时，缓冲电路还可以防止电流过快变化。

若要为每个开关设备包括和配置缓冲电路，请使用阻尼器参数。

门控制

将栅极控制电压信号连接到开关设备的栅极端口，用于:

非同步转换器模型:
- PS控制端口型号:
  1. 转换Simulink金宝app^®门控电压信号用一个物理信号金宝appSimulink-PS转换器块。
  2. 连接金宝appSimulink-PS转换器块到G端口。
- 电控端口型号:
  1. 将Simscape™电域正直流电压信号连接到G +端口。
  2. 将Simscape电域负直流电压信号连接到G -端口。
同步转换器模型:
1. 将每个Simulink门控金宝app电压信号转换为物理信号金宝appSimulink-PS转换器块。
2. 复用转换的门控制信号到一个单一的矢量使用双脉冲门多路复用器。
3. 将矢量信号连接到G端口。

FPGA部署中平均开关的分段常数近似

如果你设置开关装置参数平均开关你的模型使用了一个分区求解器，这个块产生了非线性分区，因为平均模态方程包括模态，G_坐它们是输入的函数G．为了使这些方程与硬件描述语言(HDL)代码生成兼容，从而与FPGA部署兼容，请设置门输入分段常数近似的整数(禁用为0)参数设置为大于的值0．这个块然后处理G_坐模式作为一个分段常数整数与固定的范围。这将以前的非线性分区转变为线性时变分区。

范围内的整数值[0 K),在那里K是值门输入分段常数近似的整数(禁用为0)，现在与范围内的每个实值模式相关联[0, 1]．该块通过将原始模式除以K来计算分段常数模式，使其归一化回到范围[0, 1]：

$\begin{array}{l} u_{我} ＝（ f l o o r （ u \cdot K ）） \\ \overset{＾}{u} ＝ \frac{u_{我}}{K} \end{array}$

变量

若要在模拟之前设置块变量的优先级和初始目标值，请使用最初的目标块对话框或属性检查器中的。有关更多信息，请参见设置块变量的优先级和初始目标．

标称值提供了一种方法来指定模型中变量的预期大小。使用基于标称值的系统缩放增加了仿真的鲁棒性。标称价值可以有不同的来源，其中之一就是名义值块对话框或属性检查器中的。有关更多信息，请参见按标称值进行系统缩放．

假设和限制

只有pwm驱动的平均开关变换器可以同时捕获连续导通模式(CCM)和间断导通模式(DCM)。占空比驱动的平均开关变换器只捕获CCM。

港口

输入

全部展开

`G`-开关设备门控制
物理信号|标量

与交换设备的门端子相关联的物理信号端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来非同步的转换器而且闸门控制端口来PS．

数据类型:双

保护

全部展开

`G`-开关设备门控制
电矢量|

与开关设备的门端子相关联的电保护端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来同步转换器．

数据类型:双

`G +`-开关器件门控正极
电|标量

与开关设备的正极门端子相关联的正极电保存端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来非同步的转换器而且闸门控制端口来电．

数据类型:双

`G -`-开关器件门控负极
电|标量

与开关设备的负极门端子相关联的负极电保护端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来非同步的转换器而且闸门控制端口来电．

数据类型:双

`1 +`—直流正电压
电|标量

所述第一直流电压的正极相关联的电保护端口。

数据类型:双

`1 -`—直流负电压
电|标量

与第一直流电压负极相关联的电保护端口。

数据类型:双

`2 +`—直流正电压
电|标量

与第二直流电压正极相关联的电保护端口。

数据类型:双

`2 -`—直流负电压
电|标量

与第二直流电压负极相关联的电保护端口。

数据类型:双

参数

全部展开

`建模选项`-是否建模非同步或同步转换器
`非同步的转换器`(默认)|`同步转换器`

是否建模非同步或同步转换器。

开关设备

这个表显示了如何的可见性开关设备参数取决于开关装置你选择的。要了解如何阅读表格，请参见参数的依赖关系．

交换设备参数依赖关系

参数和选项
开关装置
`理想半导体开关`	`矩形脉冲断开`	`IGBT`	`场效应晶体管`	`晶闸管`	`平均开关`
开态电阻	正向电压	正向电压	漏源电阻	正向电压	开态电阻
断开的电导	开态电阻	开态电阻	断开的电导	开态电阻
阈值电压	断开的电导	断开的电导	阈值电压	断开的电导
	门触发电压，Vgt	阈值电压		门触发电压，Vgt	门输入分段常数近似的整数(禁用为0)
	栅极关断电压Vgt_off			栅极关断电压Vgt_off
	保持电流			保持电流

`闸门控制端口`—开关门的物理控制端口还是电气控制端口
`PS`(默认)|`电`

是否指定开关门的物理控制端口或电气控制端口。

依赖关系

若要启用此端口，请设置建模选项来非同步的转换器．

`开关装置`—交换机类型
`理想半导体开关`(默认)|`矩形脉冲断开`|`IGBT`|`场效应晶体管`|`晶闸管`|`平均开关`

转换器的开关设备类型。对于同步模型，开关是相同的。

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`正向电压`——电压
`0.8V`(默认)|标量

对于不同的交换设备类型，请使用正向电压取为:

GTO -器件I-V特性梯度为1/时，通过阳极和阴极块端口所需的最小电压R_在,在那里R_在的值开态电阻
IGBT -二极管I-V特性梯度为1/时，在集电极和发射极块端口上所需的最小电压R_在,在那里R_在的值开态电阻
晶闸管-设备开机所需的最低电压

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`开态电阻`——电阻
`0.001欧姆`(默认)|标量

对于不同的交换设备类型，请使用开态电阻取为:

GTO -在正向电压之上的电压对电流的变化率
理想的半导体开关-当器件开启时的阳极-阴极电阻
IGBT -当设备开启时的集电极-发射极电阻
晶闸管-阳极-阴极电阻时，设备上
当设备开启时，平均开关-阳极-阴极电阻

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`漏源电阻`——电阻
`0.001欧姆`(默认)|标量

漏极和源之间的电阻，这也取决于门源电压。

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`断开的电导`——电导
`1 e-51 /欧姆`(默认)|标量

设备关闭时的电导。取值必须小于1/R,在那里R的值开态电阻．

对于不同的交换设备类型，请使用开态电阻取为:

GTO -阳极-阴极电导
理想的半导体开关-阳极-阴极电导
IGBT -集电极-发射极电导
MOSFET -漏源电导
晶闸管-阳极-阴极电导

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`阈值电压`-电压阈值
`6V`(默认)|标量

门电压阈值。当栅极电压高于这个值时，设备就会打开。对于不同的开关设备类型，感兴趣的设备电压为:

理想的半导体开关-门-射极电压
IGBT -栅阴极电压
MOSFET -门源电压

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`门触发电压，Vgt`-电压阈值
`1V`(默认)|标量

门阴极电压阈值。当栅极阴极电压高于这个值时，器件就会打开。

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`栅极关断电压Vgt_off`-电压阈值
`－1V`(默认)|标量

门阴极电压阈值。当栅极阴极电压低于此值时，该器件关闭。

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`保持电流`-当前阈值
`1一个`(默认)|标量

门电流阈值。当电流高于此值时，即使栅极阴极电压低于栅极触发电压，该器件仍保持工作状态。

依赖关系

看到交换设备参数依赖关系表格

`门输入分段常数近似的整数(禁用为0)`—FPGA采用整数方式部署
`0`(默认)|非负标量

整数，用于对FPGA部署的门输入进行分段常数近似。

依赖关系

若要启用该参数，请设置开关装置来平均开关．

二极管

这个表显示了如何的可见性二极管参数取决于您如何配置建模选项，动力学模型,反向恢复时间参数化参数。要了解如何阅读此表格，请参见参数的依赖关系．

二极管参数依赖关系

参数和选项
建模选项
`PS控制端口`或`电气控制接口`				`同步转换器`
动力学模型				动力学模型
`无动态二极管`	`电荷动态二极管`			`没有一个`	`无动态二极管`	`电荷动态二极管`
正向电压	正向电压				正向电压	正向电压
导通电阻	导通电阻				导通电阻	导通电阻
了电导	了电导				了电导	了电导
	结电容					结电容
	峰值反向电流，iRM					峰值反向电流，iRM
	测量iRM时的初始正向电流					测量iRM时的初始正向电流
	测量iRM时的电流变化率					测量iRM时的电流变化率
	反向恢复时间参数化					反向恢复时间参数化
	`指定拉伸系数`	`请直接指定反向恢复时间`	`指定反向回收费用`			`指定拉伸系数`	`请直接指定反向恢复时间`	`指定反向回收费用`
	反向恢复时间拉伸因子	反向恢复时间，trr	反向回收电荷，Qrr			反向恢复时间拉伸因子	反向恢复时间，trr	反向回收电荷，Qrr

`动力学模型`-二极管模型
`无动态二极管`(默认)|`电荷动态二极管`|`没有一个`

二极管类型。选项是:

没有一个—该选项不适用于非同步转换器。
无动态二极管-选择此选项将优先考虑使用二极管块。此选项是非同步转换器的默认选项。
电荷动态二极管-选择此选项以优先考虑模型保真度方面的反向模式电荷动态使用的整流二极管模型二极管块。

请注意

如果您选择平均开关为开关装置参数中的开关装置设置时，此参数不可见且无动态二极管自动选择。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`正向电压`——电压
`0.8V`(默认)|标量

对于二极管I-V特性的梯度为1/的正、负块端口所需的最小电压R_在,在那里R_在的值导通电阻．

`导通电阻`——电阻
`0.001欧姆`(默认)|标量

电压对电流的变化率正向电压．

`了电导`——电导
`1 e-51 /欧姆`(默认)|标量

反向偏置二极管的电导。

`结电容`-电容
`50nF`(默认)|标量

二极管结电容。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`峰值反向电流，iRM`——当前
`-235年一个`(默认)|标量小于`0`

由外部测试电路测量的峰值反向电流。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`测量iRM时的初始正向电流`——当前
`300一个`(默认)|标量大于`0`

测量峰值反向电流时的初始正向电流。该值必须大于零。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`测量iRM时的电流变化率`-当前变化率
`-50年美国/`(默认)|标量

测量峰值反向电流时的电流变化率。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`反向恢复时间参数化`-恢复时间模型
`指定拉伸系数`(默认)|`请直接指定反向恢复时间`|`指定反向回收费用`

参数化恢复时间的模型。当你选择指定拉伸系数或指定反向回收费用，您可以指定一个值，该块使用该值来派生反向恢复时间。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`反向恢复时间拉伸因子`-拉伸系数
`3.`(默认)|标量大于`1`

块用于计算的值反向恢复时间，trr．与指定反向恢复电荷相比，指定拉伸因子是一种更容易参数化反向恢复时间的方法。拉伸因子值越大，反向恢复电流消散所需的时间就越长。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`反向恢复时间，trr`——时间
`15我们`(默认)|标量

电流最初归零(二极管关闭时)和电流下降到峰值反向电流的10%以下之间的时间间隔。

的值反向恢复时间，trr参数的值必须大于峰值反向电流，iRM参数的值测量iRM时的电流变化率参数。

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

`反向回收电荷，Qrr`——负责
`1500* uA`(默认)|标量

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电荷的值，而不是反向恢复时间的值，则使用此参数。

反向恢复电荷是当二极管关闭时继续消散的总电荷。该值必须小于 $- \frac{我^{2}_{R 米}}{2 一个}$ ，

地点:

我_RM是否指定了该值峰值反向电流，iRM．
一个是否指定了该值测量iRM时的电流变化率．

依赖关系

看到二极管参数依赖关系表格

LC参数

`电感`——电感
`1 e-6H`(默认)|正标量

电感。

`电感串联电阻`-电感串联电阻
`0欧姆`(默认)|零或正标量

电感的串联电阻。

`电容`-电容
`1 e -F`(默认)|正标量

电容。

`电容有效串联电阻`-电容电阻
`1 e-6欧姆`(默认)|零或正标量

电容器的串联电阻。

阻尼器

的阻尼器参数标签不可见，如果您设置开关装置来平均开关．

下表总结了阻尼器参数的依赖关系。要了解如何阅读表格，请参见参数的依赖关系．

缓冲器参数依赖项

缓冲器参数依赖项
阻尼器
`没有一个`	`RC缓冲电路`
	阻尼器阻力
	阻尼器电容

`阻尼器`-缓冲器型号
`没有一个`(默认)|`RC缓冲电路`

开关装置缓冲器。

依赖关系

看到缓冲器参数依赖项表格

`阻尼器阻力`——电阻
`0．1`(默认)|`欧姆`|标量

开关装置缓冲器的电阻。

依赖关系

看到缓冲器参数依赖项表格

`阻尼器电容`-电容
`1 e -`(默认)|`F`|标量

开关装置缓冲器的电容。

依赖关系

看到缓冲器参数依赖项表格

模型的例子

升压变换器电压控制

控制升压转换器的输出电压。为了调整占空比，控制子系统使用基于pi的控制算法。在整个模拟过程中，输入电压被认为是恒定的。可变电阻为系统提供负载。总模拟时间(t)为0.25秒。在t = 0.15秒时，负载发生变化。

开放模式

CCM升压变换器的功率因数校正

使用PFC预转换器修正功率因数。当非线性阻抗(如开关模式电源)连接到交流电网时，这种技术是有用的。由于在开关周期中流过电感器的电流从不为零，升压变换器以连续导通模式(CCM)工作。电感电流和输出电压分布控制使用简单的积分控制。在启动过程中，参考输出电压上升到所需的电压。

开放模式

参考文献

[1]特泽纳德洛夫斯基现代电力电子学导论，第二版。霍博肯，新泽西州:John Wiley & Sons Inc.， 2010。

[2] Han, D.和B. Sarlioglu，“gan型同步升压变换器的死区效应及最佳死区选择的解析模型”。IEEE电力电子汇刊。Vol. 31, no . 1, 2016, pp 601-612。

扩展功能

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

版本历史

在R2018a中引入

另请参阅

主题

区块如何计算TM和Tau

提高转换器

描述

变换器拓扑

保护

门控制

FPGA部署中平均开关的分段常数近似

变量

假设和限制

港口

输入

G-开关设备门控制物理信号|标量

依赖关系

保护

G-开关设备门控制电矢量|

依赖关系

G +-开关器件门控正极电|标量

依赖关系

G --开关器件门控负极电|标量

依赖关系

1 +—直流正电压电|标量

1 -—直流负电压电|标量

2 +—直流正电压电|标量

2 -—直流负电压电|标量

参数

建模选项-是否建模非同步或同步转换器非同步的转换器(默认)|同步转换器

开关设备

闸门控制端口—开关门的物理控制端口还是电气控制端口PS(默认)|电

依赖关系

开关装置—交换机类型理想半导体开关(默认)|矩形脉冲断开|IGBT|场效应晶体管|晶闸管|平均开关

依赖关系

正向电压——电压0.8V(默认)|标量

依赖关系

开态电阻——电阻0.001欧姆(默认)|标量

依赖关系

漏源电阻——电阻0.001欧姆(默认)|标量

依赖关系

断开的电导——电导1 e-51 /欧姆(默认)|标量

依赖关系

阈值电压-电压阈值6V(默认)|标量

依赖关系

门触发电压，Vgt-电压阈值1V(默认)|标量

依赖关系

栅极关断电压Vgt_off-电压阈值－1V(默认)|标量

依赖关系

保持电流-当前阈值1一个(默认)|标量

依赖关系

门输入分段常数近似的整数(禁用为0)—FPGA采用整数方式部署0(默认)|非负标量

依赖关系

二极管

动力学模型-二极管模型无动态二极管(默认)|电荷动态二极管|没有一个

依赖关系

正向电压——电压0.8V(默认)|标量

导通电阻——电阻0.001欧姆(默认)|标量

了电导——电导1 e-51 /欧姆(默认)|标量

结电容-电容50nF(默认)|标量

依赖关系

峰值反向电流，iRM——当前-235年一个(默认)|标量小于0

依赖关系

测量iRM时的初始正向电流——当前300一个(默认)|标量大于0

依赖关系

测量iRM时的电流变化率-当前变化率-50年美国/(默认)|标量

依赖关系

反向恢复时间参数化-恢复时间模型指定拉伸系数(默认)|请直接指定反向恢复时间|指定反向回收费用

依赖关系

反向恢复时间拉伸因子-拉伸系数3.(默认)|标量大于1

依赖关系

反向恢复时间，trr——时间15我们(默认)|标量

依赖关系

反向回收电荷，Qrr——负责1500* uA(默认)|标量

依赖关系

LC参数

电感——电感1 e-6H(默认)|正标量

电感串联电阻-电感串联电阻0欧姆(默认)|零或正标量

电容-电容1 e -F(默认)|正标量

电容有效串联电阻-电容电阻1 e-6欧姆(默认)|零或正标量

阻尼器

阻尼器-缓冲器型号没有一个(默认)|RC缓冲电路

依赖关系

阻尼器阻力——电阻0．1(默认)|欧姆|标量

依赖关系

`G`-开关设备门控制
物理信号|标量

`G`-开关设备门控制
电矢量|

`G +`-开关器件门控正极
电|标量

`G -`-开关器件门控负极
电|标量

`1 +`—直流正电压
电|标量

`1 -`—直流负电压
电|标量

`2 +`—直流正电压
电|标量

`2 -`—直流负电压
电|标量

`建模选项`-是否建模非同步或同步转换器
`非同步的转换器`(默认)|`同步转换器`

`闸门控制端口`—开关门的物理控制端口还是电气控制端口
`PS`(默认)|`电`

`开关装置`—交换机类型
`理想半导体开关`(默认)|`矩形脉冲断开`|`IGBT`|`场效应晶体管`|`晶闸管`|`平均开关`

`正向电压`——电压
`0.8V`(默认)|标量

`开态电阻`——电阻
`0.001欧姆`(默认)|标量

`漏源电阻`——电阻
`0.001欧姆`(默认)|标量

`断开的电导`——电导
`1 e-51 /欧姆`(默认)|标量

`阈值电压`-电压阈值
`6V`(默认)|标量

`门触发电压，Vgt`-电压阈值
`1V`(默认)|标量

`栅极关断电压Vgt_off`-电压阈值
`－1V`(默认)|标量

`保持电流`-当前阈值
`1一个`(默认)|标量

`门输入分段常数近似的整数(禁用为0)`—FPGA采用整数方式部署
`0`(默认)|非负标量

`动力学模型`-二极管模型
`无动态二极管`(默认)|`电荷动态二极管`|`没有一个`

`正向电压`——电压
`0.8V`(默认)|标量

`导通电阻`——电阻
`0.001欧姆`(默认)|标量

`了电导`——电导
`1 e-51 /欧姆`(默认)|标量

`结电容`-电容
`50nF`(默认)|标量

`峰值反向电流，iRM`——当前
`-235年一个`(默认)|标量小于`0`

`测量iRM时的初始正向电流`——当前
`300一个`(默认)|标量大于`0`

`测量iRM时的电流变化率`-当前变化率
`-50年美国/`(默认)|标量

`反向恢复时间参数化`-恢复时间模型
`指定拉伸系数`(默认)|`请直接指定反向恢复时间`|`指定反向回收费用`

`反向恢复时间拉伸因子`-拉伸系数
`3.`(默认)|标量大于`1`

`反向恢复时间，trr`——时间
`15我们`(默认)|标量

`反向回收电荷，Qrr`——负责
`1500* uA`(默认)|标量

`电感`——电感
`1 e-6H`(默认)|正标量

`电感串联电阻`-电感串联电阻
`0欧姆`(默认)|零或正标量

`电容`-电容
`1 e -F`(默认)|正标量

`电容有效串联电阻`-电容电阻
`1 e-6欧姆`(默认)|零或正标量

`阻尼器`-缓冲器型号
`没有一个`(默认)|`RC缓冲电路`

`阻尼器阻力`——电阻
`0．1`(默认)|`欧姆`|标量

`阻尼器电容`-电容
`1 e -`(默认)|`F`|标量

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