Half-Bridge (Ideal, Switching)

带有理想开关和热端口的半桥

Library:
Simscape / Electrical / Semiconductors & Converters

描述

TheHalf-Bridge (Ideal, Switching)块型号具有理想开关和热端口的半桥。要选择理想的开关设备，请设置开关设备参数到两个MOSFET,IGBT，或者GTO.

You can specify an integral protection diode for each switching device. An integral diode protects the semiconductor device by providing a conduction path for a reverse current. An inductive load can produce a high reverse-voltage spike when the semiconductor device suddenly switches off the voltage supply to the load.

Equations

半桥内部的保护二极管使用月球和MA模型来捕获电荷动力学效果。定义方程式是：

i_{R M} = \frac{q_{E} - q_{M}}{T_{M}}

(1)

\frac{d q_{M}}{d t} + \frac{q_{M}}{τ} - \frac{q_{E} - q_{M}}{T_{M}} = 0

(2)

在哪里:

i_{R M}是二极管峰值反向电流。
q_E是连接点。
q_Mis the total stored charge.
T_M是运输时间。
τ是载体寿命。

The block solves equation 2 att = 0和q_M在稳态中：

q_{M} = i_{R M} τ - τ (i_{R M} - i_{F}) 经验 (- \frac{t}{τ}) = τ i_{F} .

(3)

Att = 0和q_E= 0, equation 1 is equal to:

i_{R M} = \frac{- q_{M}}{T_{M}} .

(4)

然后，块将等式3替换为公式4：

i_{R M} = \frac{- τ}{T_{M}} i_{F},

(5)

在哪里i_F是测量时的开始电流i_{R M}.

最后，块计算反向恢复能，E_rec，作为：

E_{r e c} = \int_{t_{1}}^{t_{2}} i_{d} v_{d} d t = \int_{n}^{t_{2}} i_{R M} e x p (- \frac{t - t_{1}}{τ_{r r}}) v_{R} d t,

(6)

在哪里:

i_dis the current through the diode.
v_d是二极管上的电压。
τ_RR是反向恢复时间。

给出t₂=τ_RRLN（10），总反向回收能是：

E_{r e c} = - 0.9 τ_{r r} \frac{τ}{T_{M}} i_{F} v_{R} = - 0.9 \frac{τ^{2}}{τ + T_{M}} i_{F} v_{R} .

(7)

假设和局限性

The current change in the load is negligible. The inductance or the switching frequency are large enough so that the load current is constant between the switches.
The stray inductance of the circuit is negligible.

端口

输入

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`G`— Gate terminals vector
物理信号

Physical signal conserving port associated with the gate terminals of the two switching devices, specified as a vector of two physical signals.

向量的第一个元素控制上侧开关。向量的第二个元素控制着下部侧开关。如果在二极管设置，您设置了Integral protection diode参数为是的，矢量的第一个和第二个元素还分别控制下部和上部二极管。

依赖性

To enable this port, set门控制端口至PS.

保存

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`+`- 正末端
电气

与正末端相关的电保化端口。

`-`- 负末端
电气

与负末端相关的电气保护端口。

`O`- 输出节点
电气

电气保存端口与输出节点相关。

`G1`- 栅极终端1
电气

电气保护端口与第一个开关设备的栅极端子相关联。

依赖性

To enable this port, set门控制端口至电气.

`G2`- 栅极终端2
电气

电气conserving port associated with the gate terminal for the second switching device.

依赖性

To enable this port, set门控制端口至电气.

`H`- 热端口
thermal

热保存端口。

Parameters

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主要的

可见性主要的参数取决于开关设备和On-state behavior and losses参数。要学习如何阅读此表，请参阅参数依赖性.

主要的参数依赖性

参数和选项
门控制端口
Switching Device
`MOSFET`		`IGBT`		`GTO`
阈值电压，vth		阈值电压，vth		门扳机电压，VGT
				门关闭电压，VGT_OFF
				保持电流
州行为和损失
`指定常数值`	`用温度和电流制表`	`指定常数值`	`用温度和电流制表`	`指定常数值`	`用温度和电流制表`
电阻的排水源，R_DS（ON）	On-state voltage, Vds(Tj,Ids)	向前电压，VF	在状态电压，VDS（TJ，ICE）	向前电压，VF	在状态电压，VAK（TJ，IAK）
	温度向量，TJ	On-state resistance	温度向量，TJ	On-state resistance	温度向量，TJ
	Drain-source current vector, Ids	On-state resistance	收藏家发射器电流矢量，冰	On-state resistance	阳极 - 阴极电流向量，iak
断开的电导

`Gate control port`- 门控制端口
`PS`（默认）|`电气`

Whether to use the physical signal input port,G，或电气保护端口G1和G2，作为门控制端口。

`开关设备`— Switching device option
`MOSFET`（默认）|`IGBT`|`GTO`

切换设备用于半桥。

`阈值电压，vth`- 阈值电压
`2V`|`6V`| positive scalar

设备打开的阈值电压。默认值取决于开关设备环境。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`门扳机电压，VGT`- 门扳机电压
`6V`（默认）|正标量

栅极电压电压阈值。当栅极阴极电压高于此值时，设备打开。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`门关闭电压，VGT_OFF`- 门关压电压
`-1V`（默认）|标量

栅极电压电压阈值。当栅极阴极电压低于此值时，设备关闭。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`保持电流`— Current threshold
`1A`（默认）|正标量

当前阈值。即使当栅极电压电压落在栅极触发电压以下时，该设备仍会在电流高于此值的情况下。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`州行为和损失`- 损失数据的状态电流
`指定常数值`（默认）|`用温度和电流制表`

参数化方法，指定为：

指定常数值- 使用标量值指定输出电流，开关损耗和关闭损耗数据。
用温度和电流制表— Use vectors to specify the output current, switch-on loss, switch-off loss, and temperature data.

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`电阻的排水源，R_DS（ON）`— Drain-source on resistance
`0.01欧姆`（默认）

设备打开时排水系统阻力。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`On-state voltage, Vds(Tj,Ids)`- 状态电压
`[0, 1.1, 1.3, 1.45, 1.75, 2.25, 2.7; 0, 1, 1.15, 1.35, 1.7, 2.35, 3]V`（默认）|正标量向量

当设备处于触发导电状态时，设备上的电压下降。该参数是温度和最终状态输出电流的函数。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`Drain-source current vector, Ids`— Drain-source current vector
`[ 0 10 50 100 200 400 600 ]A`（默认）|正标量向量

定义了状态电压的排水源电流。第一个元素必须为零。使用向量数量指定此参数。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`向前电压，VF`- 向前电压
`0.8V`（默认）|正标量

跨整个collector and emitter block ports for the gradient of the diode I-V characteristic to be 1/R_上，在哪里R_上是On-state resistance范围。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`On-state resistance`- 国家收藏家抗拒
`0.001欧姆`（默认）|正标量

Collector-emitter resistance when the device is on.

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`在状态电压，VDS（TJ，ICE）`- 状态电压
`[0, .1, .6, .8, 1, 1.3, 1.6, 2, 2.4; 0, .1, .7, 1, 1.2, 1.5, 1.9, 2.4, 2.8]V`（默认）|正标量向量

当设备处于触发导电状态时，设备上的电压下降。该参数是温度和最终状态输出电流的函数。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`收藏家发射器电流矢量，冰`- 收集器发射器电流矢量
`[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A`（默认）|正标量向量

国际电压的收集器发射器电流。第一个元素必须为零。使用向量数量指定此参数。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`在状态电压，VAK（TJ，IAK）`- 状态电压
`[0, .1, .6, .8, 1, 1.3, 1.6, 2, 2.4; 0, .1, .7, 1, 1.2, 1.5, 1.9, 2.4, 2.8]V`（默认）|正标量向量

当设备处于触发导电状态时，设备上的电压下降。该参数是温度和最终状态输出电流的函数。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`阳极 - 阴极电流向量，iak`— Anode-cathode current vector
`[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A`（默认）|正标量向量

Anode-cathode currents for which the on-state voltage is defined. The first element must be zero.

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`温度向量，TJ`- 温度向量
`[298.15，398.15]K`（默认）|正标量向量

温度的值,the on-state voltage is specified.

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

`断开的电导`— Off-state collector-emitter conductance
`1E-61/Ohm`（默认）|正标量

Conductance when the device is off. The value must be less than1/r，在哪里R是On-state resistance范围。

依赖性

看到主要的参数依赖性桌子。

损失

可见性损失参数取决于开关设备和On-state behavior and lossesparameters in the主要的标签。要学习如何阅读此表，请参阅参数依赖性.

损失参数依赖性

参数和选项
Switching Device
`MOSFET`		`IGBT`		`GTO`
州行为和损失
`指定常数值`	`用温度和电流制表`	`指定常数值`	`用温度和电流制表`	`指定常数值`	`用温度和电流制表`
切换损失	开关损失，EON（TJ，IDS）	切换损失	切换损失, Eon(Tj,Ice)	切换损失	开关损失，EON（TJ，IAK）
Switch-off loss	关闭损失，EOFF（TJ，IDS）	Switch-off loss	Switch-off loss, Eoff(Tj,Ice)	强迫换向关	关闭损失，EOFF（TJ，IAK）
二极管反向恢复损失	二极管反向恢复损失，EREC（TJ，IDS）	二极管反向恢复损失	二极管反向恢复损失，EREC（TJ，ICE）	二极管反向恢复损失	二极管反向恢复损失，EREC（TJ，IAK）
损失数据的状态电流	损失的温度向量，TJ	损失数据的状态电流	损失的温度向量，TJ	损失数据的状态电流	损失的温度向量，TJ
	损失，ID的排水源电流向量		收集器发射器电流矢量损失，冰	自然换向纠正损失	阳极阴极电流向量损失，iak
	损失，ID的排水源电流向量		收集器发射器电流矢量损失，冰	自然换向纠正损失	自然换向纠正损失
Off-state voltage for loss data

`切换损失`— Switch-on loss
`0.02286J`（默认）|正标量

能量在一次切换事件中消散。该参数是温度和最终状态输出电流的函数。

Half-Bridge (Ideal, Switching)

描述

Equations

假设和局限性

端口

输入

G— Gate terminals vector物理信号

依赖性

保存

+- 正末端电气

-- 负末端电气

O- 输出节点电气

G1- 栅极终端1电气

依赖性

G2- 栅极终端2电气

依赖性

H- 热端口thermal

Parameters

主要的

Gate control port- 门控制端口PS（默认）|电气

开关设备— Switching device optionMOSFET（默认）|IGBT|GTO

阈值电压，vth- 阈值电压2V|6V| positive scalar

依赖性

门扳机电压，VGT- 门扳机电压6V（默认）|正标量

依赖性

门关闭电压，VGT_OFF- 门关压电压-1V（默认）|标量

依赖性

保持电流— Current threshold1A（默认）|正标量

依赖性

州行为和损失- 损失数据的状态电流指定常数值（默认）|用温度和电流制表

依赖性

电阻的排水源，R_DS（ON）— Drain-source on resistance0.01欧姆（默认）

依赖性

On-state voltage, Vds(Tj,Ids)- 状态电压[0, 1.1, 1.3, 1.45, 1.75, 2.25, 2.7; 0, 1, 1.15, 1.35, 1.7, 2.35, 3]V（默认）|正标量向量

依赖性

Drain-source current vector, Ids— Drain-source current vector[ 0 10 50 100 200 400 600 ]A（默认）|正标量向量

依赖性

向前电压，VF- 向前电压0.8V（默认）|正标量

依赖性

On-state resistance- 国家收藏​​家抗拒0.001欧姆（默认）|正标量

依赖性

在状态电压，VDS（TJ，ICE）- 状态电压[0, .1, .6, .8, 1, 1.3, 1.6, 2, 2.4; 0, .1, .7, 1, 1.2, 1.5, 1.9, 2.4, 2.8]V（默认）|正标量向量

依赖性

收藏家发射器电流矢量，冰- 收集器发射器电流矢量[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A（默认）|正标量向量

依赖性

在状态电压，VAK（TJ，IAK）- 状态电压[0, .1, .6, .8, 1, 1.3, 1.6, 2, 2.4; 0, .1, .7, 1, 1.2, 1.5, 1.9, 2.4, 2.8]V（默认）|正标量向量

依赖性

阳极 - 阴极电流向量，iak— Anode-cathode current vector[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A（默认）|正标量向量

依赖性

温度向量，TJ- 温度向量[298.15，398.15]K（默认）|正标量向量

依赖性

断开的电导— Off-state collector-emitter conductance1E-61/Ohm（默认）|正标量

依赖性

损失

切换损失— Switch-on loss0.02286J（默认）|正标量

依赖性

Switch-off loss- 关闭损失0.01714J（默认）|正标量

依赖性

二极管反向恢复损失— Loss from diode-reverse recovery5.70e-3J（默认）|正标量

依赖性

Off-state voltage for loss data- 州外电压300V（默认）|正标量

依赖性

损失数据的状态电流- 输出电流600A（默认）|正标量

依赖性

开关损失，EON（TJ，IDS）— Switch-on loss[ 0 2.9e-4 0.00143 0.00286 0.00571 0.01314 0.02286; 0 5.7e-4 0.00263 0.00514 0.01029 0.02057 0.03029 ]J（默认）|正标量向量

依赖性

关闭损失，EOFF（TJ，IDS）- 关闭损失[0, .21, 1.07, 2.14, 4.29, 9.86, 17.14; 0, .43, 1.97, 3.86, 7.71, 15.43, 22.71] * 1e-3J（默认）|正标量向量

依赖性

二极管反向恢复损失，EREC（TJ，IDS）— Loss from diode-reverse recovery[0，.0031，.021，.11，.21，.43，.99，1.71，3.078;0，.0041，.043，.2，.39，.77，1.54，2.27，4.08] * 1E-3J（默认）|正标量向量

依赖性

损失，ID的排水源电流向量- 用于切换损耗的排水源电流[ 0 10 50 100 200 400 600 ]A（默认）|正标量向量

依赖性

切换损失, Eon(Tj,Ice)— Switch-on loss[0，.0024，.024，.12，.2，.48，1.04，2.16，3.24;0，.003，.03，.15，.25，.6，1.3，2.7，4.05] * 1E-3J（默认）|正标量向量

依赖性

Switch-off loss, Eoff(Tj,Ice)- 关闭损失[0, .0007, .0066, .033, .066, .17, .33, .83, 1.5; 0, .001, .01, .05, .1, .25, .5, 1.2, 2.2] * 1e-3J（默认）|正标量向量

依赖性

二极管反向恢复损失，EREC（TJ，ICE）- 二极管恢复损失损失[0，.0031，.021，.11，.21，.43，.99，1.71，3.078;0，.0041，.043，.2，.39，.77，1.54，2.27，4.08] * 1E-3J（默认）|正标量向量

依赖性

收集器发射器电流矢量损失，冰— Collector-emitter current for losses[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A（默认）|正标量向量

依赖性

`G`— Gate terminals vector
物理信号

`+`- 正末端
电气

`-`- 负末端
电气

`O`- 输出节点
电气

`G1`- 栅极终端1
电气

`G2`- 栅极终端2
电气

`H`- 热端口
thermal

`Gate control port`- 门控制端口
`PS`（默认）|`电气`

`开关设备`— Switching device option
`MOSFET`（默认）|`IGBT`|`GTO`

`阈值电压，vth`- 阈值电压
`2V`|`6V`| positive scalar

`门扳机电压，VGT`- 门扳机电压
`6V`（默认）|正标量

`门关闭电压，VGT_OFF`- 门关压电压
`-1V`（默认）|标量

`保持电流`— Current threshold
`1A`（默认）|正标量

`州行为和损失`- 损失数据的状态电流
`指定常数值`（默认）|`用温度和电流制表`

`电阻的排水源，R_DS（ON）`— Drain-source on resistance
`0.01欧姆`（默认）

`On-state voltage, Vds(Tj,Ids)`- 状态电压
`[0, 1.1, 1.3, 1.45, 1.75, 2.25, 2.7; 0, 1, 1.15, 1.35, 1.7, 2.35, 3]V`（默认）|正标量向量

`Drain-source current vector, Ids`— Drain-source current vector
`[ 0 10 50 100 200 400 600 ]A`（默认）|正标量向量

`向前电压，VF`- 向前电压
`0.8V`（默认）|正标量

`On-state resistance`- 国家收藏家抗拒
`0.001欧姆`（默认）|正标量

`在状态电压，VDS（TJ，ICE）`- 状态电压
`[0, .1, .6, .8, 1, 1.3, 1.6, 2, 2.4; 0, .1, .7, 1, 1.2, 1.5, 1.9, 2.4, 2.8]V`（默认）|正标量向量

`收藏家发射器电流矢量，冰`- 收集器发射器电流矢量
`[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A`（默认）|正标量向量

`在状态电压，VAK（TJ，IAK）`- 状态电压
`[0, .1, .6, .8, 1, 1.3, 1.6, 2, 2.4; 0, .1, .7, 1, 1.2, 1.5, 1.9, 2.4, 2.8]V`（默认）|正标量向量

`阳极 - 阴极电流向量，iak`— Anode-cathode current vector
`[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A`（默认）|正标量向量

`温度向量，TJ`- 温度向量
`[298.15，398.15]K`（默认）|正标量向量

`断开的电导`— Off-state collector-emitter conductance
`1E-61/Ohm`（默认）|正标量

`切换损失`— Switch-on loss
`0.02286J`（默认）|正标量

`Switch-off loss`- 关闭损失
`0.01714J`（默认）|正标量

`二极管反向恢复损失`— Loss from diode-reverse recovery
`5.70e-3J`（默认）|正标量

`Off-state voltage for loss data`- 州外电压
`300V`（默认）|正标量

`损失数据的状态电流`- 输出电流
`600A`（默认）|正标量

`开关损失，EON（TJ，IDS）`— Switch-on loss
`[ 0 2.9e-4 0.00143 0.00286 0.00571 0.01314 0.02286; 0 5.7e-4 0.00263 0.00514 0.01029 0.02057 0.03029 ]J`（默认）|正标量向量

`关闭损失，EOFF（TJ，IDS）`- 关闭损失
`[0, .21, 1.07, 2.14, 4.29, 9.86, 17.14; 0, .43, 1.97, 3.86, 7.71, 15.43, 22.71] * 1e-3J`（默认）|正标量向量

`二极管反向恢复损失，EREC（TJ，IDS）`— Loss from diode-reverse recovery
`[0，.0031，.021，.11，.21，.43，.99，1.71，3.078;0，.0041，.043，.2，.39，.77，1.54，2.27，4.08] * 1E-3J`（默认）|正标量向量

`损失，ID的排水源电流向量`- 用于切换损耗的排水源电流
`[ 0 10 50 100 200 400 600 ]A`（默认）|正标量向量

`切换损失, Eon(Tj,Ice)`— Switch-on loss
`[0，.0024，.024，.12，.2，.48，1.04，2.16，3.24;0，.003，.03，.15，.25，.6，1.3，2.7，4.05] * 1E-3J`（默认）|正标量向量

`Switch-off loss, Eoff(Tj,Ice)`- 关闭损失
`[0, .0007, .0066, .033, .066, .17, .33, .83, 1.5; 0, .001, .01, .05, .1, .25, .5, 1.2, 2.2] * 1e-3J`（默认）|正标量向量

`二极管反向恢复损失，EREC（TJ，ICE）`- 二极管恢复损失损失
`[0，.0031，.021，.11，.21，.43，.99，1.71，3.078;0，.0041，.043，.2，.39，.77，1.54，2.27，4.08] * 1E-3J`（默认）|正标量向量

`收集器发射器电流矢量损失，冰`— Collector-emitter current for losses
`[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A`（默认）|正标量向量

`强迫换向关`— Forced commutation switch-off loss
`17.14e-3J`（默认）|正标量

`自然换向纠正损失`- 自然的换向纠正损失
`10e-3J`（默认）|正标量

`开关损失，EON（TJ，IAK）`— Switch-on loss
`[0，.0024，.024，.12，.2，.48，1.04，2.16，3.24;0，.003，.03，.15，.25，.6，1.3，2.7，4.05] * 1E-3J`（默认）|正标量向量

`关闭损失，EOFF（TJ，IAK）`- 关闭损失
`[0, .0007, .0066, .033, .066, .17, .33, .83, 1.5; 0, .001, .01, .05, .1, .25, .5, 1.2, 2.2] * 1e-3J`（默认）|正标量向量

`二极管反向恢复损失，EREC（TJ，IAK）`- 二极管恢复损失损失
`[0，.0031，.021，.11，.21，.43，.99，1.71，3.078;0，.0041，.043，.2，.39，.77，1.54，2.27，4.08] * 1E-3J`（默认）|正标量向量

`阳极阴极电流向量损失，iak`- 损失的阳极阴极电流
`[0，.1、1、5、10、20、40、70、100]A`（默认）|正标量向量

`损失的温度向量，TJ`— Temperature for losses
`[298.15，398.15]K`（默认）|正标量向量

`损失的温度向量，TJ`— Temperature for losses
`[298.15，398.15]K`（默认）|正标量向量

`Off-state voltage for loss data`- 损失数据的州外电压
`300V`（默认）|正标量

`Integral protection diode`— Protection diode
`不`（默认）|`是的`

`二极管model`- 二极管模型
`Piecewise Linear`（默认）|`Tabulated I-V curve`

`向前电压`- 向前电压
`0.8V`（默认）|正标量

`On resistance`- 抵抗
`0.001欧姆`（默认）|正标量

`关闭电导`- 电导
`1E-51/Ohm`（默认）

`表类型`- 表函数
`if（TJ，VF）表格中的表格`（默认）|`VF（TJ，如果）表格中的表格`

`正向电流，如果（TJ，VF）`- 正向电流
`[.07，.12，.19，1.75，4.24，7.32，11.2;.16，.3，.72，2.14，4.02，6.35，9.12]A`（默认）|非负矢量

`Junction temperatures, Tj`- 连接温度
`[25，125]degC`（默认）|正标量向量

`向前电压，VF`- 向前电压s
`[.5，.7，.9，1.3，1.7，2.1，2.5]V`（默认）|非负矢量

`正向电压，VF（TJ，如果）`- 向前电压s
`[.9，1.15，1.25，1.5，1.75，2.17，2.6，2.85;.58，.68，.75，1.1，1.38，1.77，2.27，2.7]V`（默认）|非负矢量

`向前电流，如果`- 正向电流
`[.1, .2, .5, 1, 2, 4, 7, 10]A`（默认）|非负矢量

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