来自系列:如何在Simulink中开发DC-DC转换器控制金宝app
了解如何使用Simscape Electrical™函数生成热损失图,您可以将其嵌入专用模型中,用于快速模拟热行为和冷却系统的大小。参见Simscape Electrical中使用SEPIC建模的示例,其中包含电压源、电阻、电感和电容等组件。在设计探索的第一阶段,工程师们对效率和转换损耗感兴趣,以便更好地理解系统架构和其他要求,如所需的传感器类型或冷却系统的大小。
由于这个原因,工程师使用和参数高保真MOSFET和二极管模型块通过遵循制造商数据表。使用其他的MATLAB®Simscape Electrical中包含的功能,用于检索开关设备在不同操作点产生的热量。通过在多个核上分布独立的模拟,使用Parallel Computing Toolbox™减少创建热图所需的计算时间。使用生成的热图作为快速模拟模型的一部分来设计冷却系统,在该系统中,您可以在几秒钟内模拟数小时的热行为。
我们可以使用非常相似的方法来确定功率损失和转换器的热行为。你可能注意到了,当我运行脚本时,第二个情节出现了。在这个图中,我展示了MOSFET的平均功率损耗,以瓦特为单位,在不同的工作区域,我用我的功率损耗模拟,和二极管的平均功率损耗。你可以看到,MOSFET损失更多一点,几乎16瓦高电压和高电流。
二极管有点困难。我们可以看到,实际上,功率损耗非常依赖于电流,而不是那么大的电压。
我们可以在特定模型积聚中重新使用这些表以进行热刺激。您可以在此处看到我将我的电压和电流作为所需的操作区域,我使用查找表重新计算功率损耗,并在物理网络中喂它们,复制我的被动冷却系统 - 我的热流,瓦特由MOSFET生成。由于结的质量,我具有一些热量质量。我有一个与案例的连接 - 壳体以及一些热质量,它具有与散热器的连接。我的被动散热器然后具有与环境温度的对流。
没有主动冷却。这只是基于环境温度的被动系统。我可以快速改变我的操作区域,如大约18伏和1安培,然后我可以模拟最多一整天。我们可以在24小时内看到3,600秒。
我可以运行,模拟是即时的。这是一个非常简单的模型。但这对于工程师来说是非常强大的技术,他们在为你的电源转换器创建,评估,或调整冷却系统。我们可以看到,我们预期的工作区域,我们实际上会在318k左右的温度,对于MOSFET和328k的二极管,这是可以接受的。差不多有47度。当然,这是一整天,有很多电流。但它不会太热,所以我们用被动冷却系统可能没问题。
我用了一个新的探针块来获取温度。你可以将它用于任何物理系统。双击,选择一个块,然后就可以访问插入到这个块中的所有变量。这是一种非常方便的技术,可以让你建立一个网络,避免用传感器测量所有东西。这已经在2020a版本中引入。
现在,当然,如果被动冷却还不够,你的同事们正在研究冷却系统可能需要寻找一个风扇开始在散热器上主动吹空气。也许你还需要一些热交换器。
因此,我们提供了许多这些块,让您的团队真正在整个工程方面工作 - 不仅在电力电子器件上,而且在冷却 - 放大冷却和冷却控制上。所以这就是我们认为我们在我们提供真正的多域模拟环境时,我们认为是多学科团队的工作。
因此,作为RECAP,我们了解如何使用函数GetPowerLossSummary来从MOSFET和二极管创建功率损耗表。您可以使用不同操作点的功率损耗来创建冷却系统的非常快速实现。如果您想看看它,我们有一个名为交换电源热量的示例。
我们实际上有一个新功能,也可以隐藏切换设备的这种保真度。我们添加了MOSFET,我们根据数据表参数化MOSFET。但越来越多,您可以使用函数Subcircuit2SSC导入您可能在Simscape中的现有模型。从网表中,这将根据Spice NetList自动创建Simscape组件。
我们现在推动了这一点,我们为我们的开关引入了SPICE模型,如SPICE进口MOSFET,我们提供了一些现成的特定类型的MOSFET,如英飞凌的一个。这对您来说也是可重复的工作。所以我们提供了转换帮助。当然,您可以通过生成特征并与LTspice进行比较来验证此转换。
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