主要内容

このページの翻訳は最新ではありません。ここをクリックして,英語の最新版を参照してください。

熱力学を伴う降圧コンバーター

この例では30 v直流電源を,制御された15 v直流電源に変換するスイッチング電源をモデル化する方法を説明します。このモデルを使用して,インダクタンスLおよび平滑化コンデンサCのサイズ決定と,フィードバックコントローラーの設計の両方ができます。連続コントローラーと離散コントローラーの間で選択することにより,離散化の影響を調べることができます。スイッチングデバイスを理想的なスイッチではなくMOSFETとしてモデル化することで,デバイスのオン抵抗が確実に正しく表現されます。また,このモデルは,デバイスのスイッチオンとスイッチオフのタイミングを捉えます。これは主に,ゲートの静電容量値と,PWMドライバーの出力抵抗に依存します。

理想的なスイッチングを使用してシミュレーション時間をより高速にした,このモデルの抽象化バージョンについては,モデル例power_switching_power_supplyを参照してください。ここでのモデルを使用して,理想的なスイッチに必要なオン抵抗の値を決定し,さらに,必要に応じてタイミングオフセットを決定できます。power_switching_power_supplyの理想的なスイッチングのアプローチを使用して,より複雑なパワーコンバーターをシミュレートすることが可能です。

MOSFETは熱端子を示すように構成され,これらの熱端子が,ヒートシンクと環境をモデル化するサブシステムに接続されています。合計熱流量が計算され,范围3によって示されます。熱力学のみの抽象化モデルについては,“同期整流式降圧コンバーターの熱特性的の例ee_switching_power_supply_thermal_onlyを参照してください。抽象化されたモデルは,このモデルの初期温度を決定するために使用されます。ダイオードの熱端子は表示されません。MOSFETと比較して,熱寄与がきわめて小さいためです。

モデル

司机サブシステム

热1サブシステム

Simscapeログからのシミュレーション結果

以下のプロットは,出力電圧と基準電圧の比較を示しています。また,PWMサイクル全体で平均化された,2つのMOSFETの変化する負荷電流と消費電力も示します。

以下のプロットは2つのMOSFETのスイッチオンとスイッチオフのタイミングと,ドレインソース電流を示しています。

以下のプロットは,異なる実装のπコントローラーの動作を示しています。