N-Channel IGBT

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N 沟道绝缘栅双极晶体管。

类型: AcausalElectricPowerSystems.Semiconductors.IGBT

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/N-Channel IGBT

说明

N 沟道 IGBT* 模块模拟绝缘栅双极晶体管（IGBT）。

建模使用开态伏安特性作为集电极-发射极电压的函数。在关闭状态（当栅极-发射极电压小于阈值电压时），IGBT 采用恒定的*关态电导*建模。这种简化模型适用于需要近似动态特性且仿真速度要求较高的情况。

选择*启用热端口*复选框，还可在模块中模拟热效应。

热端口

程序块默认隐藏了一个可选的热端口。要使用*H*散热口，请选择*启用散热口*复选框。

使用热端口可模拟产生的热量和单位温度的影响。

假设和限制

设备中使用的模型基于以下假设：

如果在桥臂中使用一对 IGBT，通常情况下，栅极驱动电路不允许一个器件开启，直到相应器件关闭，从而实现最小死区。
最小脉冲宽度适用于开启或关闭。在栅极-集电极电压上升超过阈值时，栅极电压的任何后续变化都会被忽略，忽略时间等于开启延迟时间和电流上升时间之和。同样，在栅极集电极电压下降到阈值以下时，栅极电压的任何后续变化都会在与关断延迟和电流衰减时间之和相等的时间内被忽略。这一功能通常在栅极驱动电路中实现。
在此模型中，电荷未被考虑在内。因此，电感负载关断时没有电流尾流。
具有代表性的电流喷射模型是在接通具有自由振荡电流的电感负载时产生的，需要设置 *Miller 电阻*参数。
接通损耗表使用的是之前的接通电流，而不是电流值（在设备达到最终接通状态之前，电流值是未知的）。
由于简化方程会导致较高的模型刚度，因此在使用该模块时可能会收到违反最小步长的警告。为避免这种情况，请调整求解器属性。
如果要并行模拟多个 N 沟道 IGBT，请使用一个 N 沟道 IGBT 模块，并将 * 集电极电流矢量 Ic* 的值乘以要并行模拟的 IGBT 设备数量。

端口

非定向

# G — 百叶窗
电力

Details

与闸门相关的端口。

程序使用名称

gate

# C — 收集器
电力

Details

与采集器相关联的端口。

程序使用名称

collector

# E — 发射器
电力

Details

与发射器相关联的端口。

程序使用名称

emitter

# H — 热端口
加热

Details

加热端口。

依赖关系

要使用该端口，请选择 启用热端口 复选框。

程序使用名称

thermal_port

参数

主机

Details

确定集电极-发射极损耗和开/关的温度值。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[298.15, 398.15] K`
程序使用名称	`T_vector`
可计算	是

# Vector of collector currents, Ic — 集电极电流矢量
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

集电极电流，用于确定处于开路状态的集电极-发射极电压。第一个元素必须为null。

要并行模拟多个N沟道Igbt，请使用一个*N沟道IGBT*块，并将此参数的值乘以需要并行模拟的IGBT器件的数量。

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`[0.0, 10.0, 50.0, 100.0, 200.0, 400.0, 600.0] A`
程序使用名称	`I_c_vector`
可计算	是

# Corresponding on-state collector-emitter voltages — 开路状态下的相应集电极-发射极电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

集电极-发射极电压对应于集电极电流的矢量。第一个元素必须为null。

依赖关系

要使用此选项，请取消选中*启用热端口*。

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`[0.0, 1.1, 1.3, 1.45, 1.75, 2.25, 2.7] V`
程序使用名称	`V_ce_vector`
可计算	是

# Collector-emitter on-state voltages, Vce=fcn(Tj,Ic) — 开路状态下的集电极-发射极电压矩阵
V | uV | mV | kV | MV

Details

开路状态下的集电极-发射极电压，定义为温度和电流的表格函数。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`[0.0 1.1 1.3 1.45 1.75 2.25 2.7; 0.0 1.0 1.15 1.35 1.7 2.35 3.0] V`
程序使用名称	`V_ce_matrix`
可计算	是

# Miller resistance — 米勒的抵抗
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

当器件导通时，它在幅度上具有米勒电阻常数，与所需的电压上升串联。该电阻表示在上电期间通过器件的部分传导路径，并且可用于匹配在重新连接导电电感器和相应的反向电路二极管时观察到的电压浪涌。典型值是开路状态下有效电阻的10-50倍。

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

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

Details

器处于闭合状态时的导电性。

计量单位	`S` \| `nS` \| `uS` \| `mS` \| `1/Ohm`
默认值	`1e-5 1/Ohm`
程序使用名称	`G_off`
可计算	是

# Gate-emitter threshold voltage, Vge(th) — 阈值电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

栅极-发射极电压必须大于此值才能使器件导通。

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

开关损耗

Details

开关损耗以表格形式列出的温度。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[298.15, 398.15] K`
程序使用名称	`T_losses_vector`
可计算	是

# Vector of collector currents for switching losses, Ic — 具有开关损耗的集电极电流矢量
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

集电极电流，开关损耗以表格形式表示。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`[0.0, 10.0, 50.0, 100.0, 200.0, 400.0, 600.0] A`
程序使用名称	`I_c_losses_vector`
可计算	是

# Turn-on switching losses, Eon=fcn(Tj,Ic) — 接通时的能量损耗矩阵
J | mJ | kJ | MJ | mW*hr | W*hr | kW*hr | MW*hr | eV | cal | kcal | Btu_IT

Details

器件开启时的能量损耗，定义为温度和最终开关电流的函数。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`J` \| `mJ` \| `kJ` \| `MJ` \| `mWhr` \| `Whr` \| `kWhr` \| `MWhr` \| `eV` \| `cal` \| `kcal` \| `Btu_IT`
默认值	`[0.0 0.2 1.0 2.0 4.0 8.0 15.0; 0.0 0.3 1.3 2.5 5.0 11.0 18.0].*1e-3 J`
程序使用名称	`E_turn_on_losses_matrix`
可计算	是

# Turn-off switching losses, Eoff=fcn(Tj,Ic) — 关断过程中的能量损失矩阵
J | mJ | kJ | MJ | mW*hr | W*hr | kW*hr | MW*hr | eV | cal | kcal | Btu_IT

Details

器件关断时的能量损耗，定义为温度和最终开关电流的函数。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`J` \| `mJ` \| `kJ` \| `MJ` \| `mWhr` \| `Whr` \| `kWhr` \| `MWhr` \| `eV` \| `cal` \| `kcal` \| `Btu_IT`
默认值	`[0.0 0.3 1.5 3.0 6.0 15.0 25.0; 0.0 0.7 3.3 6.5 13.0 25.0 35.0].*1e-3 J`
程序使用名称	`E_turn_off_losses_matrix`
可计算	是

动力学

# Turn-on delay — 开机延迟
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

设备开始开机之前的时间。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.07 us`
程序使用名称	`t_D_on`
可计算	是

# Current rise time — 当前上升时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

控制有源负载时电流上升所花费的时间。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.7 us`
程序使用名称	`t_R`
可计算	是

# Turn-off delay — 关机延迟
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

设备开始关闭之前的时间。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.2 us`
程序使用名称	`t_D_off`
可计算	是

# Current fall time — 当前经济衰退时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

控制有源负载时减小电流所需的时间。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.5 us`
程序使用名称	`t_F`
可计算	是

# Off-state voltage for rise and fall times — 上升和下降时间的闭合电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

闭合状态下的集电极-发射极电压，在设置上升和下降时间时使用。

依赖关系

要使用此选项，请取消选中*启用热端口*。

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`300.0 V`
程序使用名称	`V_measurement`
可计算	是

# Off-state voltage for timing and losses data — 上升和下降时间的闭合电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

闭合状态下的集电极-发射极电压，用于设置上升、下降和损耗数据。

依赖关系

要使用此选项，请选中*启用热端口*复选框。

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`300.0 V`
程序使用名称	`V_measurement_T`
可计算	是

热端口

# Enable thermal port — 打开热端口

Details

要启用热效应模拟，请选中此选项的复选框。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`has_thermal_port`
可计算	无

# Thermal network — 选择内部热模型
Specify junction and case thermal parameters | Cauer model | Cauer model parameterized with Foster coefficients | External

Details

选择内部热模型:

指定结和壳体热参数;
警示模型;
用Foster系数参数化的Cauer模型;
外部.

值	`Specify junction and case thermal parameters` \| `Cauer model` \| `Cauer model parameterized with Foster coefficients` \| `External`
默认值	`Specify junction and case thermal parameters`
程序使用名称	`thermal_network_parameterization`
可计算	无

# Junction-case and case-ambient (or case-heatsink) thermal resistances, [R_JC R_CA] — 热阻矢量
K/W

Details

向量资料 [R_JC,R_CA] 热阻的两个值中。第一个值 R_JC -这是结和外壳之间的热阻。第二个值, R_CA —这是*H*端口和设备主体之间的热阻。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 指定结和壳体热参数.

计量单位	`K/W`
默认值	`[0.0, 10.0] K/W`
程序使用名称	`thermal_resistance_vector`
可计算	是

# Thermal resistances, [R1 R2 ... Rn] — 考尔模型的热阻矢量
K/W

Details

矢量从由加热网络中的Kauer元件表示的热阻值。所有这些值必须大于零。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 警示模型.

计量单位	`K/W`
默认值	`[1.0, 3.0, 10.0] K/W`
程序使用名称	`thermal_resistance_cauer_vector`
可计算	是

# Thermal resistances, [R1 R2 ... Rn] — 福斯特模型的热阻矢量
K/W

Details

矢量从热阻值由Foster模型在加热网络中的系数表示。所有这些值必须大于零。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 用Foster系数参数化的Cauer模型.

计量单位	`K/W`
默认值	`[4.0, 6.0] K/W`
程序使用名称	`thermal_resistance_foster_vector`
可计算	是

# Thermal mass parameterization — 热容量参数化
By thermal time constants | By thermal mass

Details

选择设置热容量的方法:

通过热时间常数 -热时间常数方面的热容量的参数化。默认情况下使用此值。
按热质量计算 -设置热容值。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 指定结和壳体热参数, 警示模型 或 用Foster系数参数化的Cauer模型.

值	`By thermal time constants` \| `By thermal mass`
默认值	`By thermal time constants`
程序使用名称	`thermal_mass_parameterization`
可计算	无

# Junction and case thermal masses, [M_J M_C] — 考尔模型的热容值向量
J/K | kJ/K

Details

向量资料 [M_J，M_C] 热容量的两个值中。第一个值 M_J —这是过渡的热容量。第二个值, M_C —这是表壳的热容量。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 指定结和壳体热参数，并为参数*热质量参数化*值 按热质量计算.

计量单位	`J/K` \| `kJ/K`
默认值	`[0.0, 1.0] J/K`
程序使用名称	`thermal_mass_vector`
可计算	是

# Thermal masses, [M1 M2 ... Mn] — 考尔模型的热容值向量
J/K | kJ/K

Details

矢量从热容值，其中这是热网中Kauer模型的系数数。所有这些值必须大于零。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 警示模型，并为参数*热质量参数化*值 按热质量计算.

计量单位	`J/K` \| `kJ/K`
默认值	`[0.1, 0.3, 1.0] J/K`
程序使用名称	`thermal_mass_cauer_vector`
可计算	是

# Thermal masses, [M1 M2 ... Mn] — 福斯特模型的热容值向量
J/K | kJ/K

Details

矢量从热容值，其中这是加热网络中福斯特元件的数量。所有这些值必须大于零。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 用Foster系数参数化的Cauer模型，并为参数*热质量参数化*值 按热质量计算.

计量单位	`J/K` \| `kJ/K`
默认值	`[1.5, 3.0] J/K`
程序使用名称	`thermal_mass_foster_vector`
可计算	是

# Junction and case thermal time constants, [t_J t_C] — 热时间常数向量
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

向量资料 [t_J，t_C] 热时间常数的两个值中。第一个值 t_J -这是过渡时间的热常数。第二个值, t_C -这是船体的热时间常数。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 指定结和壳体热参数，并为参数*热质量参数化*值 通过热时间常数.

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`[0.0, 10.0] s`
程序使用名称	`thermal_time_constant_vector`
可计算	是

# Thermal time constants, [t1 t2 ... tn] — 考尔模型的热时间常数向量
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

矢量从热时间常数的值，其中这是加热网络中Kauer元件的数量。所有这些值必须大于零。

热容的值计算为，在哪里 , 和 -热容量、热时间常数及热阻 -Cowera的go元素。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 警示模型，并为参数*热质量参数化*值 通过热时间常数.

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`[1.0, 3.0, 10.0] s`
程序使用名称	`thermal_time_constant_cauer_vector`
可计算	是

# Thermal time constants, [t1 t2 ... tn] — 福斯特模型的热时间常数向量
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

矢量从热时间常数的值，其中这是供暖网络中福斯特模型的系数数。所有这些值必须大于零。

热容的值计算为，在哪里 , 和 -热容量、热时间常数及热阻 -Cowera的go元素。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 用Foster系数参数化的Cauer模型，并为参数*热质量参数化*值 通过热时间常数.

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`[6.0, 18.0] s`
程序使用名称	`thermal_time_constant_foster_vector`
可计算	是

Details

向量资料 [T_J，T_C] 的两个温度值中。第一个值 T_J -这是转变的初始温度。第二个值, T_C —这是案件的初始温度。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 指定结和壳体热参数.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[25.0, 25.0] degC`
程序使用名称	`T_thermal_mass_vector_start`
可计算	是

Details

温度值的向量。它对应于模型中每个热容量的温差。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 警示模型.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[25.0, 25.0, 25.0] degC`
程序使用名称	`T_thermal_mass_cauer_vector_start`
可计算	是

Details

福斯特模型的每个元素的绝对温度值的向量。

依赖关系

要使用此参数，请将*热网络*参数设置为 用Foster系数参数化的Cauer模型.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[25.0, 25.0] degC`
程序使用名称	`T_thermal_mass_foster_vector_start`
可计算	是