Boost Converter

控制器控制的升压DC-DC电压调节器。

blockType: AcausalElectricPowerSystems.Converters.Boost

图书馆路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/Converters/Boost Converter

资料描述

座 Boost Converter 它是在连接的控制器和栅极信号发生器的控制下增加直流电压的转换器。升压转换器也被称为升压稳压器，因为它们会增加电压。

座 Boost Converter 允许您模拟具有一个开关器件的异步转换器或具有两个开关器件的同步转换器。以下类型的开关设备是可能的:

GTO -可锁定晶闸管。有关器件伏安特性（VAC）的信息，请参阅 GTO.
Ideal Semiconductor Switch -完美的半导体控制开关。有关设备规格的信息，请参阅 Ideal Semiconductor Switch.
IGBT -开关电路的理想绝缘栅双极晶体管。有关设备规格的信息，请参阅 IGBT (Ideal, Switching).
MOSFET -完美 -用于开关电路的沟道MOSFET。有关设备规格的信息，请参阅 MOSFET (Ideal, Switching).
Thyristor -具有分段线性VAC的晶闸管。有关设备规格的信息，请参阅 Thyristor (Piecewise Linear).
Averaged Switch -平均转换器。控制信号端口*G*取值范围从 0 以前 1. 当*G*的值为 0 或 1, Averaged Switch 分别全开或全闭。密钥的行为类似于块 Ideal Semiconductor Switch 用反平行二极管。当*G*的值介于 0 以前 1, Averaged Switch 部分打开。可以使用脉冲宽度调制单元对信号进行平均（PWM）一定时间内。这允许您执行模型子采样并使用调制信号而不是PWM信号。

转换器的拓扑结构

你可以模拟 Boost Converter 作为带有标量门控制端口或带有两个电气控制端口的异步转换器或作为带有一个电气控制端口的同步转换器。要选择转换器的拓扑结构，请设置参数 Modeling option 意义:

Nonsynchronous converter -带附加标量或电气门控制端口的异步转换器;
Synchronous converter -具有多路复用栅极信号的同步转换器。

异步升压转换器模型包含一个电感器、一个电子功率开关、一个二极管和一个输出电容器。

同步升压转换器模型包含一个电感器、两个电子功率开关和一个输出电容器。

在每种情况下，电容器平滑输出电压。

保护措施

您可以在同步转换器模型中包含集成保护二极管。集成二极管通过提供反向电流的导电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，电感负载会产生高反向电压浪涌。

要启用和配置内部保护二极管，请使用参数 Diode .

下表显示如何设置参数 Model dynamics 取决于你的目标。

目标

选择价值

内置保护二极管

不要打开保护

None

缺席

打开保护

优先考虑仿真速度。

Diode with no dynamics

座 Diode

模型精度的优先级是准确指示反向模式下的电荷动态。

Diode with charge dynamics

动态块模型 Diode

还可以包括用于每个开关器件的缓冲电路。缓冲电路包含串联连接的电阻器和电容器。它们保护开关器件免受电感负载在器件关闭负载电源时产生的高电压影响。此外，缓冲电路可防止在开关器件上切换时出现过大的电流变化率。

要为每个开关器件启用和配置缓冲电路，请使用以下参数 Snubbers .

将信号连接到栅极控制端口

异步转换器模型（Nonsynchronous converter）带方向控制端口选项（Signal control port):
- 例如，从基本数学块创建定向控制信号，并将其连接到*G*端口。
异步转换器模型（Nonsynchronous converter）与电气控制端口的选项（Electrical control port):
- 将正直流电压信号连接到*G+端口*;
- 将负直流电压信号连接到*G-*端口。
同步转换器模型（Synchronous converter):
- 使用双脉冲门多路复用器将转换后的门控制信号复用为单个矢量（参见 Two-Pulse Gate Multiplexer);
- 将矢量信号连接到*G*端口。

平均换向器中的分段常数近似

如果为参数设置 Switching device 意义 Averaged Switch 并使用分区求解器block来创建模型。 Boost Converter 创建非线性分裂，因为平均模式的方程包括模式，它们是输入信号 G 的函数。要激活分段常数近似，请设置参数 Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled) 大于的值 0. 然后这个块将考虑模式作为具有固定范围的分段常数整数。这将以前的非线性分区转换为线性的、随时间变化的分区。

范围内的整数值 [0，K]，在哪里 -参数值 Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled) ，现在与范围内的实数值的每个模式相关联 [0, 1]. 块通过将初始模式除以计算分段常数近似模式将其归一化回范围 [0, 1]:

港口

非定向

# 2+ — 正输出端
标量,标量

Details

直流电压的正极端子2连接的电端口。

程序使用名称

p2

# 2– — 负输出端
标量,标量

Details

直流电压的负极端子2连接的电端口。

程序使用名称

n2

# 1+ — 正输入端子
标量,标量

Details

接直流电压正端1的电端口。

程序使用名称

p1

# 1– — 负输入端
标量,标量

Details

接直流电压负端1的电端口。

程序使用名称

n1

# G+ — 开关器件的正极端
电力

Details

开关器件的正栅极端子连接的电端口。

依赖关系

要启用此端口，请设置参数 Modeling option 意义 Nonsynchronous converter 而对于参数 Gate-control port 意义 Electrical control port.

程序使用名称

gate_p

# G– — 开关器件的负端
电力

Details

开关器件的负栅极端子连接的电端口。

依赖关系

要启用此端口，请设置参数 Modeling option 意义 Nonsynchronous converter 而对于参数 Gate-control port 意义 Electrical control port.

程序使用名称

gate_n

# G — 快门接触
电力

Details

开关的栅极触点连接的电端口。

依赖关系

要启用此端口，请设置参数 Modeling option 意义 Synchronous converter.

程序使用名称

gate_port

输入

# G — 快门接触
标量,标量

Details

开关门相连的控制信号端口。

依赖关系

要启用此端口，请设置参数 Modeling option 意义 Gate-control port 而对于参数 Gate-control port 意义 Signal control port.

数据类型	`漂浮64`
复数支持	非也。

参数

主机

# Modeling option — 异步或同步变换器的仿真
Nonsynchronous converter | Synchronous converter

Details

选择异步或同步转换器模型。

值	`Nonsynchronous converter` \| `Synchronous converter`
默认值	`Nonsynchronous converter`
程序使用名称	`topology`
可计算	无

开关设备

# Gate-control port — 定义控制端口：标量或电动
Signal | Electrical

Details

开关的标量或电动门控制端口。

依赖关系

要启用此端口，请设置参数 Modeling option 意义 Nonsynchronous converter.

值	`Signal` \| `Electrical`
默认值	`Signal`
程序使用名称	`gate_control_port`
可计算	无

Details

换器的开关装置的类型。同步模型的开关是相同的.

值	`GTO` \| `Ideal Semiconductor Switch` \| `IGBT` \| `MOSFET` \| `Thyristor` \| `Averaged Switch`
默认值	`Ideal Semiconductor Switch`
程序使用名称	`switching_device_type`
可计算	无

# Forward voltage — 开关的直流电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

对于不同类型的开关器件，参数 Forward voltage 计算如下:

为 GTO -阳极和阴极块端口所需的最小电压，使器件的伏安特性（VAC）的斜率为，在哪里 -参数值 On-state resistance ;
为 IGBT -集电极和发射极端口所需的最小电压，使VAX二极管的斜率为，在哪里 -参数值 On-state resistance ;
为 Thyristor -打开设备所需的最小电压。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 GTO, IGBT 或 Thyristor .

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`0.8 V`
程序使用名称	`V_f`
可计算	是

# On-state resistance — 开关在接通状态下的电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

接通时阳极和阴极之间的电阻。

对于不同类型的开关器件，参数 On-state resistance 计算如下:

为 GTO -电压相对于电流的变化率高于正向电压;
为 Ideal Semiconductor Switch -器件开启时的阳极-阴极电阻;
为 IGBT -器件开启时的集电极-发射极电阻;
为 Thyristor -器件开启时的阳极-阴极电阻;
为 Averaged Switch -设备打开时的阳极-阴极电阻。

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`0.001 Ohm`
程序使用名称	`R_on`
可计算	是

# Drain-source on resistance — 开路MOSFET电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

漏极和源极之间的电阻，这也取决于栅极和源极之间的电压。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 MOSFET.

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`0.001 Ohm`
程序使用名称	`R_ds`
可计算	是

# Off-state conductance — 关断状态下的开关的导电性
S | nS | uS | mS | 1/Ohm

Details

阳极-阴极导电被关闭。值必须小于，在哪里 -参数值 On-state resistance . 对于不同类型的开关器件，静止时的电阻计算如下:

为 GTO -阳极-阴极电导率;
为 Ideal Semiconductor Switch -阳极-阴极电导率;
为 IGBT -集电极-发射极电导率;
为 MOSFET -漏源传导性;
为 Thyristor -阳极-阴极导电性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT, MOSFET 或 Thyristor.

计量单位	`S` \| `nS` \| `uS` \| `mS` \| `1/Ohm`
默认值	`1e-05 1/Ohm`
程序使用名称	`G_off`
可计算	是

# Threshold voltage — 开关阈值电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

栅极-阴极电路的阈值电压。当栅极-阴极电路电压超过此值时，开关导通。对于不同类型的开关器件，参数 Threshold voltage 计算如下:

为 Ideal Semiconductor Switch -栅极-阴极电压;
为 IGBT -栅极-发射极电压;
为 MOSFET -栅极-源极电压。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 Ideal Semiconductor Switch, IGBT 或 MOSFET.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`6.0 V`
程序使用名称	`V_threshold`
可计算	是

# Gate trigger voltage — 开关阈值电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

栅极-阴极电路的阈值电压。当栅极-阴极电路电压超过此值时，器件导通。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 GTO 或 Thyristor.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`1.0 V`
程序使用名称	`V_GT`
可计算	是

# Gate turn-off voltage — 开关阈值电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

栅极-阴极电路的阈值电压。当栅极-阴极电路电压降至该值以下时，器件关闭。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 GTO 或 Thyristor.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`-1.0 V`
程序使用名称	`V_GT_off`
可计算	是

# Holding current — 开关阈值电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

阈值栅极电流。当电流超过此值时，即使栅极和阴极之间的电压降至栅极致动电压以下，器件仍保持导通状态。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 GTO 或 Thyristor.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`1.0 A`
程序使用名称	`I_H`
可计算	是

# Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled) — 分段常数近似

Details

用于对栅极输入数据执行分段常数近似的整数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Switching device 意义 Averaged Switch.

默认值	`0`
程序使用名称	`K`
可计算	是

二极管

# Model dynamics — 用于同步拓扑的内部保护二极管（抑制器）
None | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Details

指定单元是否包括保护二极管（抑制器）。

以下选项是可能的:

None -不要使用二极管;
Diode with no dynamics -选择此选项以使用块优先考虑仿真速度 Diode. 此选项默认用于异步转换器;
Diode with charge dynamics -选择此选项可使用开关二极管模块模型在反向模式下提高模型在电荷动态方面的精度。 Diode.

如果为参数 Switching device 值在设置中选择 Averaged Switch，此参数不显示，并为参数 Model dynamics 值自动设置 Diode with no dynamics.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Modeling option 意义 Synchronous converter.

值	`None` \| `Diode with no dynamics` \| `Diode with charge dynamics`
默认值	`Diode with no dynamics`
程序使用名称	`protection_diode_parameterization_synchronous`
可计算	无

# Model dynamics — 用于异步拓扑的内部保护二极管（抑制器）
Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Details

二极管的类型。

以下选项是可能的:

Diode with no dynamics -选择此选项以使用块优先考虑仿真速度 Diode. 此选项默认用于异步转换器;
Diode with charge dynamics -选择此选项可使用开关二极管模块模型在反向模式下提高模型在电荷动态方面的精度。 Diode.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Modeling option 意义 Nonsynchronous converter.

值	`Diode with no dynamics` \| `Diode with charge dynamics`
默认值	`Diode with no dynamics`
程序使用名称	`protection_diode_parameterization_nonsynchronous`
可计算	无

# Forward voltage — 二极管的正向电流电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

单元的 + 和 − 端口所需的最小电压，以便二极管的伏安特性的梯度等于，在哪里 -开关上的电阻值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with no dynamics 或 Diode with charge dynamics.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`0.8 V`
程序使用名称	`V_f_diode`
可计算	是

# On resistance — 直接接通时的二极管电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

二极管在开路状态下的电阻。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with no dynamics 或 Diode with charge dynamics.

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`0.001 Ohm`
程序使用名称	`R_on_diode`
可计算	是

# Off conductance — 二极管在闭合状态下的电导率
S | nS | uS | mS | 1/Ohm

Details

二极管重新导通时的电导率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with no dynamics 或 Diode with charge dynamics.

计量单位	`S` \| `nS` \| `uS` \| `mS` \| `1/Ohm`
默认值	`1e-05 1/Ohm`
程序使用名称	`G_off_diode`
可计算	是

# Junction capacitance — 二极管结容量
F | pF | nF | uF | mF

Details

从耗尽区过渡的电容特性的值，充当电介质并分离阳极和阴极的连接。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics.

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`50.0 nF`
程序使用名称	`C_diode`
可计算	是

# Peak reverse current, iRM — 二极管的峰值反向电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

外部测试电路测得的峰值返回电流。此值必须小于零。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`-235.0 A`
程序使用名称	`i_rm_diode`
可计算	是

# Initial forward current when measuring iRM — iRM测量期间二极管的初始正向电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

测量峰值反向电流时的初始正向电流（在接通时间的初始时刻）。此值必须大于零。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`300.0 A`
程序使用名称	`i_f_diode`
可计算	是

# Rate of change of current when measuring iRM — iRM测量期间二极管电流的变化率
A/s | A/us

Details

测量峰值反向电流时的电流的变化率。此值必须小于零。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics.

计量单位	`A/s` \| `A/us`
默认值	`-50.0 A/us`
程序使用名称	`diode_current_change_rate`
可计算	是

# Reverse recovery time parameterization — 确定二极管反向恢复时间的方法
Specify stretch factor | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge

Details

定义在块中设置反向恢复时间的方法。

选择选项时 Specify stretch factor 或 Specify reverse recovery charge 块用于计算反向恢复时间的值被指定。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics.

值	`Specify stretch factor` \| `Specify reverse recovery time directly` \| `Specify reverse recovery charge`
默认值	`Specify stretch factor`
程序使用名称	`t_rr_diode_parameterization`
可计算	无

# Reverse recovery time stretch factor — 二极管的反向恢复时间的拉伸系数

Details

块用于计算的值 Reverse recovery time, trr . 这个值应该更高。 1. 与指定反向恢复电荷相比，指定拉伸系数是参数化反向恢复时间的更简单方法。拉伸系数的值越高，反向恢复电流耗散的时间越长。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics，而对于参数 Reverse recovery time parameterization 意义 Specify stretch factor.

默认值	`3.0`
程序使用名称	`t_rr_factor_diode`
可计算	是

# Reverse recovery time, trr — 反向二极管恢复时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

当二极管两端的电压从正向偏置反转到反向时，二极管关闭所需的时间。

电流通过零（当二极管关闭时）的初始转变的瞬间与电流下降到小于 10 峰值电流的%。参数值 Reverse recovery time, trr 必须有超过参数值。 Peak reverse current, iRM ，除以参数值 Rate of change of current when measuring iRM .

电流最初变为零的时刻（二极管关断时）与电流下降到小于的时刻之间的间隔 10 峰值返回电流的%。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Model dynamics 意义 Diode with charge dynamics，而对于参数 Reverse recovery time parameterization 意义 Specify reverse recovery time directly.

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`15.0 us`
程序使用名称	`t_rr_diode`
可计算	是

# Reverse recovery charge, Qrr — 反向二极管恢复电荷
C | nC | uC | mC | nA*s | uA*s | mA*s | A*s | mA*hr | A*hr | kA*hr | MA*hr

Details

块用于计算的值 Reverse recovery time, trr . 如果在块参数中指定反向恢复时间值作为反向恢复时间确定的类型而不是反向恢复时间值，则使用此参数。

反向恢复电荷是二极管关断后继续耗散的总电荷。值必须小于，在哪里

-为参数指定的值 Peak reverse current, iRM ;
-为参数指定的值 Rate of change of current when measuring iRM .

计量单位	`C` \| `nC` \| `uC` \| `mC` \| `nAs` \| `uAs` \| `mAs` \| `As` \| `mAhr` \| `Ahr` \| `kAhr` \| `MAhr`
默认值	`1500.0 uA*s`
程序使用名称	`Q_rr_diode`
可计算	是

LC 参数

# Inductance — 内部电感
H | nH | uH | mH

Details

的电感。

计量单位	`H` \| `nH` \| `uH` \| `mH`
默认值	`1e-06 H`
程序使用名称	`L_f`
可计算	是

# Inductance series resistance — 电感器的串联电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

电感器的串联电阻。

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`0.0 Ohm`
程序使用名称	`R_l`
可计算	是

# Capacitance — 内部容量
F | pF | nF | uF | mF

Details

容器。

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`1e-07 F`
程序使用名称	`C_f`
可计算	是

# Capacitor effective series resistance — 电容器电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

电容器的串联电阻。

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`1e-06 Ohm`
程序使用名称	`R_f`
可计算	是

缓冲器

# Snubber — 激活阻尼器
None | RC snubber

Details

在开关装置上增加一个阻尼器.

值	`None` \| `RC snubber`
默认值	`None`
程序使用名称	`snubber_option`
可计算	无

# Snubber capacitance — 阻尼器容量
F | pF | nF | uF | mF

Details

开关装置阻尼器的容量。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Snubber 意义 RC snubber.

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`1e-07 F`
程序使用名称	`C_s`
可计算	是

# Snubber resistance — 阻尼器阻力
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

开关装置阻尼器的电阻。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Snubber 意义 RC snubber.

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`0.1 Ohm`
程序使用名称	`R_s`
可计算	是