Ideal Semiconductor Switch

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理想的固态受控开关

类型: AcausalElectricPowerSystems.Semiconductors.Ideal.SemiconductorSwitch

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/Ideal Semiconductor Switch

说明

Ideal Semiconductor Switch 块是一种理想的固态受控开关，它使用外部信号和相电流值来断开电路。

下图显示了理想半导体开关的典型伏安特性：

ideal semiconductor switch 1 1

如果栅极-阴极电路上的电压超过参数 Threshold voltage, Vth 中设置的阈值电压，则理想半导体开关处于导通状态。否则，开关处于断开状态。

在导通状态（正向通过电流）下，开关的阳极-阴极电路就像一个线性电阻器，其电阻值为 On-state resistance 。

在断开状态下，开关的阳极-阴极电路表现为低电导率的线性电阻 Off-state conductance 。

利用 Integral Diode 部分的参数，可以接通保护二极管（抑制器）。抑制器通过为反向电流提供导电路径来保护半导体开关。当半导体开关突然切断对负载的电压供应时，电感负载会产生较大的反向电压尖峰。

下表列出了 Integral protection diode 参数的建议值，具体取决于预期用途。

选择值

块行为

模拟速度优先。

Diode with no dynamics

程序块包括程序块*Diode* 的完整副本。要指定内部程序块*Diode* 的参数，请使用参数 Integral Diode 。

精确指定反向模式下的电荷动态。

Diode with charge dynamics

程序块包括程序块动态模型*Diode* 的完整副本。要设置内部区块*Diode* 的参数，请使用参数 Integral Diode 。

端口

非定向

# a — 阳极触点
电

Details

与开关阳极触点相关的电气端口。

程序使用名称

anode

# k — 阴极触点
电

Details

与开关阴极触点相关的电气端口。

程序使用名称

cathode

# g — 闸接点
电

Details

与开关门触点相关的电气端口。

依赖关系

要使用该端口，请将 Gate-control port 参数设置为 Electrical control port.

程序使用名称

control_pin

输入

# g — 闸接点
尺度

Details

与开关门相关的控制信号端口。

依赖关系

要使用该端口，请将 Gate-control port 参数设置为 Signal control port.

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

主机

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

Details

开关门控制器的标量或电气控制端口。

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

# On-state resistance — 论电阻
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

开关接通状态下阳极和阴极之间的电阻。

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

# Off-state conductance — 离态电导率
S | mS | nS | uS | 1/Ohm

Details

关闭状态下阳极到阴极的电导率。该值必须小于，其中为开启状态下的电阻值。

计量单位	`S` \| `mS` \| `nS` \| `uS` \| `1/Ohm`
默认值	`1e-06 1/Ohm`
程序使用名称	`G_off`
可计算	是

# Threshold voltage, Vth — 阈值电压
V | MV | kV | mV

Details

栅极-阴极电路的阈值电压。当栅极-阴极电路电压超过该值时，开关打开。

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`0.5 V`
程序使用名称	`V_threshold`
可计算	是

积分二极管

# Integral protection diode — 内部保护二极管（抑制器）
External Diode | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Details

指定设备是否包含保护二极管（抑制器）。默认设置为 External Diode.

如果要启用内部保护二极管，有两个选项可供选择：

Diode with no dynamics.
Diode with charge dynamics.

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

# Forward voltage — 正向电压
V | MV | kV | mV

Details

模块的 + 和 - 端口使二极管的伏安特性梯度等于时所需的最小电压，其中是开关导通时的电阻值。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为 Diode with no dynamics`或 `Diode with charge dynamics.

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

# On resistance — 前进阻力
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

当电压高于参数 Forward voltage 设置的值时，二极管在断开状态下的电阻。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为 Diode with no dynamics`或 `Diode with charge dynamics.

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

# Off conductance — 封闭导电
S | mS | nS | uS | 1/Ohm

Details

二极管重新接通时的电导率。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为 Diode with no dynamics`或 `Diode with charge dynamics.

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

# Junction capacitance — 结电容
F | mF | nF | pF | uF

Details

耗尽区过渡中固有的电容值，作为电介质将阳极和阴极结分隔开来。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为 Diode with charge dynamics.

计量单位	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
默认值	`5e-08 F`
程序使用名称	`C_diode`
可计算	是

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

Details

由外部测试电路测量的峰值反向电流。该值必须小于零。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为 Diode with charge dynamics.

计量单位	`A` \| `MA` \| `kA` \| `mA` \| `nA` \| `pA` \| `uA`
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 — 测量 iRM 时的初始直流电流
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

测量峰值反向电流时的初始正向电流（初始接通时间）。该值必须大于零。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Integral protection diode 设置为零。 Diode with charge dynamics.

计量单位	`A` \| `MA` \| `kA` \| `mA` \| `nA` \| `pA` \| `uA`
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 测量期间的电流变化率
A/s | A/us

Details

测量峰值反向电流时的电流变化率。该值必须小于零。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为零。 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 parametrization — 确定反向恢复时间的方法
Specify stretch factor | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge

Details

指定在区块中设置反向恢复时间的方法。

当选项 `Specify stretch factor`或 `Specify reverse recovery charge`时，指定区块用于计算反向恢复时间的值。

依赖关系

要使用此参数，请将 Integral protection diode 设置为 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 — 背部恢复时间拉伸因子

Details

区块用于计算 Reverse recovery time trr 的值。该值必须大于 1。与指定反向恢复电荷相比，指定拉伸因数是一种更简单的反向恢复时间参数化方法。拉伸因数的值越大，反向恢复电流耗散的时间就越长。

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为 Diode with charge dynamics`并将 Reverse recovery time parametrization 的值设置为 `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 — 恢复时间
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

当二极管上的电压从正向偏置转换为反向偏置时，二极管关闭所需的时间。

从电流最初过零（二极管关断）到电流降至峰值电流的 10%以下之间的时间间隔。 Reverse recovery time trr 的值必须大于 Peak reverse current, iRM 的值除以 * 测量时的电流变化率 iRM* 的值。

依赖关系

要使用此参数，请将 Integral protection diode 设置为大于除以 测量时的电流变化率 iRM 的值。 Diode with charge dynamics，并将 Reverse recovery time parametrization 设置为 Specify reverse recovery time directly.

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

# Reverse recovery charge Qrr — 反向恢复费
C | Ah | mC | nC | uC | MAh | kAh | mAh | s*uA

Details

区块用于计算 Reverse recovery time trr 的值。如果区块参数指定反向恢复电荷值而不是反向恢复时间值作为反向恢复时间定义类型，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。该值必须小于，其中：

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

依赖关系

要使用该参数，请将 Integral protection diode 设置为为 . Diode with charge dynamics`的值，并将 Reverse recovery time parametrization 设置为 `Specify reverse recovery charge.

计量单位	`C` \| `Ah` \| `mC` \| `nC` \| `uC` \| `MAh` \| `kAh` \| `mAh` \| `s*uA`
默认值	`1500.0 s*uA`
程序使用名称	`Q_rr_diode`
可计算	是