主要内容

提高转换器

控制器驱动的直流-直流升压电压调节器

  • 库:
  • Simscape /电子/半导体&转换器/转换器

  • 提高转炉块

描述

提高转换器块代表一个转换器,步骤直流电压驱动的附加控制器和门信号发生器。提高转换器也称为升压电压调节器,因为它们增加电压大小。

提高转换器块可以异步模型转换器和一个开关设备或同步转换器和两个开关设备。选择开关设备的类型有:

  • 矩形脉冲断开,断开晶闸管门。对设备的电流-电压特性的信息,明白了矩形脉冲断开

  • 理想半导体开关——关于设备的电流-电压特性的信息,明白了理想的半导体开关

  • IGBT(绝缘栅双极型晶体管。对设备的电流-电压特性的信息,明白了IGBT(理想,切换)

  • MOSFET - n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。对设备的电流-电压特性的信息,明白了MOSFET(理想,切换)

  • 晶闸管,设备的电流-电压特性的信息,明白了晶闸管(分段线性)

  • 平均开关——半导体开关反向二极管。控制信号端口,G,接受的价值观[0,1]时间间隔。当在端口的值G等于01,平均开关是完全开启或完全关闭,和它的行为类似于理想的半导体开关组反向二极管。当在端口的值G之间的是01部分,平均开关打开。然后您可以指定期间平均PWM信号。这允许欠采样模型或者使用调制波形的脉宽调制信号。

模型门控制端口

可以模型转换器作为异步转换器与物理信号门控制端口或两个电气控制端口,或者作为同步转换器与电子控制端口。选择门控制端口,设置建模选项参数:

  • PS控制端口——异步转换器与物理信号端口。

  • 电气控制端口——异步转换器一个正,一个负电气保护端口。盖茨来控制开关装置使用Simscape™电气™块,选择这个选项。

  • 同步转换器——同步转换器电保护端口。

异步提高变换器模型包含一个电感,开关设备,一个二极管和一个输出电容器。

同步提高变换器模型包含一个电感器,两个开关设备,和一个输出电容器。

在每种情况下,电容器膜使输出电压。

保护

模型的同步转换器,您可以包括一个完整的保护二极管。积分二极管保护半导体器件通过提供反向电流的传导路径。归纳负荷可以产生很高的反向电压尖峰时突然半导体器件开关电压供给负载。

包括和配置内部保护二极管,使用二极管参数。此表显示了如何设置动力学模型基于你的目标参数。

目标 价值选择 积分保护二极管
不包括保护。 没有一个 没有一个
包括保护。 优化仿真速度。 二极管,没有动力 二极管
优先考虑由精确指定reverse-mode电荷动力学模型保真度。 二极管与电荷动力学 的动态模型二极管

您还可以为每个开关装置包括一个缓冲电路。缓冲器电路包含一个串联电阻和电容。他们保护开关设备对高电压感应负载设备关闭时产生的电压供给负载。缓冲器电路还能防止过度的电流开关装置打开时改变。

包括和配置每个开关装置的缓冲电路,使用阻尼器参数。

门控制

闸门控制电压信号连接到门港口的开关设备,为:

  • PS控制端口模型:

    1. 将仿真软件金宝app®闸门控制电压信号物理信号使用金宝appSimulink-PS转换器块。

    2. 连接金宝appSimulink-PS转换器块的G端口。

  • 电气控制端口模型:

    1. 连接一个Simscape electrical-domain积极的直流电压信号G +端口。

    2. 连接Simscape electrical-domain负的直流电压信号G -端口。

  • 同步转换器模型:

    1. 将每个模型闸门控制电压信号金宝app物理信号使用金宝appSimulink-PS转换器块。

    2. 多路复用闸门控制信号转换成一个向量使用双脉冲门多路复用器。

    3. 矢量信号连接到G端口。

变量

使用变量设置指定优先级和初始变量之前仿真的目标值。有关更多信息,请参见设置优先级和初始目标块变量

假设和限制

只有PWM-driven平均开关转换器捕获两个连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)。义务cycle-driven平均开关变换器只抓住了CCM。

港口

输入

全部展开

与门相关联的物理信号端口的终端开关设备。

依赖关系

要启用这个端口,设置建模选项PS控制端口

数据类型:

保护

全部展开

电气保护与门相关联的端口的终端开关设备。

依赖关系

要启用这个端口,设置建模选项同步转换器

数据类型:

积极的电气保护港口与积极的门开关装置的终端。

依赖关系

要启用这个端口,设置建模选项电气控制端口

数据类型:

-电气保护与非门相关港口码头的开关装置。

依赖关系

要启用这个端口,设置建模选项电气控制端口

数据类型:

电气保护港口与第一个直流电压的正极。

数据类型:

电气保护港口与负极的直流电压。

数据类型:

电气保护港口与正极第二直流电压。

数据类型:

电气保护港口与负极第二直流电压。

数据类型:

参数

全部展开

是否模型异步或同步转换器并指定物理或电气控制端口的交换设备门。

开关设备

此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。学习如何阅读,明白了参数的依赖关系

开关设备参数依赖

参数和选项
开关装置
理想的半导体开关 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 漏源极导通电阻 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
门电路切断电压,Vgt_off 门电路切断电压,Vgt_off
保持电流 保持电流

开关设备类型转换器。对于同步模型,开关都是相同的。

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

不同的开关装置类型,正向电压被认为是:

  • 矩形脉冲断开——最低电压要求跨梯度的阳极和阴极碳块端口1 /设备的电流-电压特性R,在那里R的值是开态电阻

  • IGBT——最低电压要求在集电极和发射极块港口的梯度1 /二极管电流-电压特性R,在那里R的值是开态电阻

  • 晶闸管-最低电压所需的设备打开

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

不同的开关装置类型,开态电阻被认为是:

  • 矩形脉冲断开,电压和电流的变化率高于正向电压

  • 理想半导体开关——Anode-cathode电阻设备时

  • 当设备在IGBT——Collector-emitter阻力

  • 晶闸管- Anode-cathode电阻设备时

  • 平均开关——Anode-cathode电阻设备时

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

排水和源之间的阻力,也取决于gate-to-source电压。

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

电导设备时。必须小于1 /的值R,在那里R的值是开态电阻

不同的开关装置类型,开态电阻被认为是:

  • 矩形脉冲断开——Anode-cathode电导

  • 理想的半导体开关——Anode-cathode电导

  • IGBT——Collector-emitter电导

  • MOSFET漏源极,电导

  • 晶闸管- Anode-cathode电导

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

栅电压阈值。设备打开门时电压高于这个值。不同的开关装置类型,设备电压的利益:

  • 理想的半导体开关——Gate-emitter电压

  • IGBT——Gate-cathode电压

  • MOSFET - Gate-source电压

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

Gate-cathode电压阈值。设备打开当gate-cathode电压高于这个值。

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

Gate-cathode电压阈值。设备关闭时gate-cathode电压低于这个值。

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

门电流阈值。设备保持在当前高于这个值,即使gate-cathode电压低于门触发电压。

依赖关系

看到开关设备参数依赖表。

二极管

此表显示了如何的可见性二极管取决于你如何配置参数建模选项,动力学模型,反向恢复时间参数化参数。学习如何阅读此表,请参阅参数的依赖关系

二极管参数的依赖关系

参数和选项
建模选项
PS控制端口电气控制端口 同步转换器
动力学模型 动力学模型
二极管,没有动力 二极管与电荷动力学 没有一个 二极管,没有动力 二极管与电荷动力学
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
反向电流峰值,iRM 反向电流峰值,iRM
当测量iRM初始正向电流 当测量iRM初始正向电流
当测量iRM电流变化率 当测量iRM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 直接指定反向恢复时间 指定反向恢复电荷 指定拉伸系数 直接指定反向恢复时间 指定反向恢复电荷
反向恢复时间因素 反向恢复时间,trr 反向恢复电荷,Qrr 反向恢复时间因素 反向恢复时间,trr 反向恢复电荷,Qrr

二极管类型。的选项是:

  • 没有一个——此选项不可用异步转换器。

  • 二极管,没有动力——选择这个选项优先使用模拟速度二极管块。这个选项是默认的异步转换器。

  • 二极管与电荷动力学——选择这个选项优先级模型保真度的反向模式充电使用的整流二极管模型动力学二极管块。

请注意

如果您选择平均开关开关装置参数开关装置该参数设置,和不可见二极管,没有动力将自动被选中。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

最低电压要求在积极和消极块港口的梯度1 /二极管电流-电压特性R,在那里R的值是导通电阻

以上电压和电流变化率正向电压

反向偏置二极管的电导。

二极管结电容。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

反向电流峰值衡量外部测试电路。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

最初的正向电流在测量峰值反向电流。这个值必须大于零。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

反向电流变化率在测量峰值电流。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

模型参数化的恢复时间。当您选择指定拉伸系数指定反向恢复电荷块使用,您可以指定一个值,推导出反向恢复时间。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

块使用价值计算反向恢复时间,trr。指定拉伸因子是一种更简单的方法参数化反向恢复时间比指定反向恢复电荷。拉伸系数值越大,时间越长对反向恢复电流消散。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

间隔时间当前最初趋于零(二极管时关闭)和当前的时候落在了不到10%的峰值反向电流。

的值反向恢复时间,trr参数的值必须大于反向电流峰值,iRM参数的值除以当测量iRM电流变化率参数。

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

块使用价值计算反向恢复时间,trr。使用这个参数如果数据表为您的二极管反向恢复电荷设备指定一个值而不是一个值反向恢复时间。

反向恢复电荷是继续的总电荷消散时,二极管关闭。值必须小于 2 R 2 一个 ,

地点:

  • RM是指定的值反向电流峰值,iRM

  • 一个是指定的值当测量iRM电流变化率

依赖关系

看到二极管参数的依赖关系表。

LC参数

电感。

电感的串联电阻。

电容。

电容器的串联电阻。

阻尼器

阻尼器如果你设置参数选项卡是不可见的开关装置平均开关

表总结了阻尼器参数的依赖关系。学习如何阅读,明白了参数的依赖关系

阻尼器参数的依赖关系

阻尼器参数的依赖关系
阻尼器
没有一个 RC缓冲电路
阻尼器阻力
阻尼器电容

缓冲器开关设备。

依赖关系

看到阻尼器参数的依赖关系表。

开关装置的电阻制动装置。

依赖关系

看到阻尼器参数的依赖关系表。

电容开关装置的缓冲器。

依赖关系

看到阻尼器参数的依赖关系表。

引用

[1]Trzynadlowski, a . M。介绍了现代电力电子,第二版。新泽西州霍博肯:约翰威利& Sons Inc ., 2010。

[2]汉、d和b . Sarlioglu“空载时间影响GaN-Based同步提高转换器和分析模型最优停歇时间选择。”IEEE电力电子。31卷,1号,2016年,页601 - 612。

扩展功能

C / c++代码生成
使用仿真软件生成C和c++代码®编码器™。金宝app

版本历史

介绍了R2018a