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检查晶闸管接通时的静态特性

在本示例中，我们将检查晶闸管接通时的稳态行为是否与模块设置中指定的参数一致：

In [ ]: 
V_GT = 0.6;     #В
I_GT = 3e-6;    #А
V_T = 1.2;      #В
I_T = 1.0;      #А
Rs = 87.0;      #кОм

测试 1：检查开启电压

在 Thyristor_Static_Behavior_On_1.engee 模型中，当向晶闸管栅极施加 3 µA 或更大的脉冲（栅极触发电流，I_GT）时，晶闸管启动。

image_2.png

测试条件：

  • 电源电压$U_s = 12 В$ 。电源电压不应突然施加，而应通过线性信号（斜坡）块逐步施加，以防止 dv/dt 启动；
  • 负载$R_L =120 Ом$ ；
  • 电路中的栅极上没有外部电阻，因此要以 3µA 脉冲开启器件，必须设置内部分流电阻（内部分流电阻，Rs）的值$R_s = 87.0$ 。如果电阻值过低，晶闸管将不会在输入电流$i_{GT}$ 时触发；如果电阻值过高，晶闸管将在电流低于$i_{GT}$ 时触发。
In [ ]: 
V_s1 = 12;         #В
R_load1 = 120;    #Ом
I_on1 = I_GT;      #A

在本测试中，我们将检查当控制电极中的电流等于晶闸管触发电流（栅极触发电流，I_GT，3 µA）时，控制电极上的解锁电压是否等于设置中指定的相应栅极电压（V_GT，0.6 V）值。

启动模型

In [ ]: 
if "Thyristor_Static_Behavior_On_1" in [m.name for m in engee.get_all_models()]
    m = engee.open( "Thyristor_Static_Behavior_On_1" ) # загрузка модели
else
    m = engee.load( "Thyristor_Static_Behavior_On_1.engee" )
end
results_1 = engee.run(m, verbose=true)

获取参数

In [ ]: 
t_1 = results_1["i_GT_1"].time;         # Время
i_GT_1 = results_1["i_GT_1"].value;     # Ток затвора
v_GT_1 = results_1["v_GT_1"].value;     # Напряжение между затвором и катодом 
i_load_1 = results_1["i_load_1"].value; # Ток нагрузки 
v_AK_1 = results_1["v_AK_1"].value;     # Прямое напряжение

绘制图表

In [ ]: 
using Plots
plotlyjs();
In [ ]: 
plot(layout=@layout([a a; b b;]), legend=:outerbottomright)
plot!(t_1, i_GT_1, subplot=1, ylabel="Ток, А", w = 2, linecolor =:blue, label="Ток затвора")
plot!(t_1, v_AK_1, subplot=2, ylabel="Напряжение, В", w = 2, linecolor =:orange, label="Прямое напряжение")
plot!(t_1, i_load_1, subplot=3, xlabel="Время, c", ylabel="Ток, А", w = 2, linecolor =:green, label="Ток нагрузки")
plot!(t_1, v_GT_1, subplot=4, xlabel="Время, c", ylabel="Напряжение, В", w = 2, linecolor =:red, label="Напряжение между затвором и катодом")
Out[0]:

从图中可以看出，当向栅极施加 3 µA 脉冲时，晶闸管启动，栅极和阴极之间的电压确实接近 0.6 V。

测试 2.检查开路晶闸管的压降

在 Thyristor_Static_Behavior_On_2.engee 模型中使用了具有相同设置的晶闸管。在本测试中，我们将验证开路晶闸管$U_{AK}$ 的压降是否与晶闸管设置（通态电压）$U_T = 1.2 В$ 中指定的参数一致，且负载电流处于通态（通态电流）$I_T=1 А$ 。

image.png

测试条件：

  • 供电电压$U_s = 12 В$ （渐进供电）；
  • 负载$R_L = \frac{U_s-U_T}{I_T}=\frac{12В-1.2В}{1А} = 10.8 Ом$ ；
  • 外部电阻$R_{GK} = 1000 Ом$ 会降低晶闸管触发的灵敏度。触发电流会增加到约$U_{GT}/R_{GK}=0.6 В/1000 Ом = 0.6 мА$ 。临界电流将略低于$0.6 мА$ ，因为阳极-栅极电流增加，对栅极电流有贡献。
In [ ]: 
V_s2 = 12;          #В
R_load2 = 10.8;     #Ом
R_GK = 1000;        #Ом
I_on2 = 0.6*1e-3;   #А

运行模型

In [ ]: 
if "Thyristor_Static_Behavior_On_2" in [m.name for m in engee.get_all_models()]
    m = engee.open( "Thyristor_Static_Behavior_On_2" ) # загрузка модели
else
    m = engee.load( "Thyristor_Static_Behavior_On_2.engee" )
end
results_2 = engee.run(m, verbose=true)

获取参数

In [ ]: 
t_2 = results_2["i_GT_2"].time;         # Время
i_GT_2 = results_2["i_GT_2"].value;     # Ток затвора
v_GT_2 = results_2["v_GT_2"].value;     # Напряжение между затвором и катодом 
i_load_2 = results_2["i_load_2"].value; # Ток нагрузки 
v_AK_2 = results_2["v_AK_2"].value;     # Прямое напряжение

绘制图表

In [ ]: 
using Plots
plotlyjs();
In [ ]: 
plot(layout=@layout([a a; b b;]), legend=:outerbottomright)
plot!(t_2, i_GT_2, subplot=1, ylabel="Ток, А", w = 2, linecolor =:blue, label="Ток затвора")
plot!(t_2, v_AK_2, subplot=2, ylabel="Напряжение, В", w = 2, linecolor =:orange, label="Прямое напряжение")
plot!(t_2, i_load_2, subplot=3, xlabel="Время, c", ylabel="Ток, А", w = 2, linecolor =:green, label="Ток нагрузки")
plot!(t_2, v_GT_2, subplot=4, xlabel="Время, c", ylabel="Напряжение, В", w = 2, linecolor =:red, label="Напряжение между затвором и катодом")
Out[0]:

从图中可以看出，开启状态下的负载电流为 1 A，在此电流下，阳极和阴极之间的压降确实接近 1.2 V。

结论

在对晶闸管进行了两次接通测试后，我们验证了晶闸管的静态特性符合其模块设置中指定的参数。

示例中使用的块