升降压变换器

DC-DC是一个反相转换器，或由控制器控制的升压/降压稳压器。

模块类型: AcausalElectricPowerSystems.Converters.BuckBoost

库中的路径:

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

资料描述

座 升降压变换器 它是一种DC-DC转换器，可以将直流电压从转换器的一侧升高或降低到另一侧，具体取决于连接的控制器和控制信号发生器。这种类型的转换器也被称为升压/降压稳压器，因为它们可以增加或减少电压值。

该单元还可以通过将输出电压的极性改变为与输入电压相反来反转电压。输出电压的值取决于填充因子。

座 升降压变换器 允许您使用单个开关器件模拟反相组合转换器。以下类型的开关设备是可能的:

门极可关断晶闸管 -可锁定晶闸管。有关设备的伏安特性（VAC）的信息，请参阅 GTO.
理想半导体开关 -完美的半导体控制开关。有关设备规格的信息，请参阅理想的半导体开关.
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（理想型，开关型）.
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（理想型，开关型）.
晶闸管 -具有分段线性VAC的晶闸管。有关设备规格的信息，请参阅晶闸管（分段线性）.
平均开关 -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, 平均开关 分别全开或全闭。密钥的行为类似于块 理想的半导体开关 用反平行二极管。当*G*的值介于 0 以前 1, 平均开关 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

升降压变换器 它可以被建模为具有定向门控制端口的反相组合转换器。

反相转换器模型包含开关器件、二极管、电感器和输出电容器。 buck boost converter 1 电容器平滑输出电压。

保护措施

可以为每个开关装置激活阻尼电路。阻尼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感性负载断电时发生的高电压的影响。阻尼电路还防止在开关装置上切换时产生过大的电流变化。

要为每个开关设备启用和配置阻尼器电路，请使用参数组 缓冲器 .

将信号连接到栅极控制端口

带方向控制端口选项的反相转换器模型（ps):
- 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。
具有电气控制端口选项的反相转换器的模型（电气):
- 将正直流信号连接到*G+*端口。
- 将负直流电压信号连接到*G-*端口。

平均换向器中的分段常数近似

如果为参数设置 开关器件 意义 平均开关 并使用分区求解器block来创建模型。 升降压变换器 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 门极输入分段常数近似的整数值（0 表示禁用） 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 门极输入分段常数近似的整数值（0 表示禁用） ，现在与范围内的实值的每个模式相关联 [0,1]. 块通过将初始模式除以将其归一化回范围 [0,1]:

假设和限制

只有平均PWM控制的脉冲转换器同时注册连续导通模式(CCM)和间歇导通模式(DCM)。平均占空比控制脉冲转换器仅捕获CCM。

港口

非定向

# 2+ — 正输出端
"电力"

Details

直流电压的正极端子2连接的电端口。

程序使用名称

p2

# 1– — 负输入端
"电力`

Details

接直流电压负端1的电端口。

程序使用名称

n1

# 2– — 负输出端
"电力`

Details

直流电压的负极端子2连接的电端口。

程序使用名称

n2

# 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

要使用此端口，请设置参数 门极控制端口 意义 电气.

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

要使用此端口，请设置参数 门极控制端口 意义 电气.

程序使用名称

gate_n

# 1+ — 正输入端子
"电力"

Details

接直流电压正端1的电端口。

程序使用名称

p1

输入

# G — 快门触点（输出）
'标量`

Details

开关门相连的控制信号端口。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 门极控制端口 意义 ps.

数据类型	'漂浮64`
复数支持	非也。

参数

开关器件

# 断态电导 — 关状态下的导电性
S | nS | uS | mS | 1/Ohm

Details

器关断时导通。值必须小于，在哪里 -参数值 导通电阻 .

对于不同类型的开关器件，静止时的电阻计算如下:

为门极可关断晶闸管 -阳极-阴极导电性。
为理想半导体开关 -阳极-阴极导电性。
为 IGBT -集电极-发射极电导率。
为 MOSFET -漏极-源极导电性。
为晶闸管 -阳极-阴极的电导率。

计量单位	`S` \| `nS` \| `uS` \| `mS` \| `1/Ohm`
默认值	`1.0e-5 1/Ohm`
程序使用名称	`G_off`
可计算	是

# 正向电压 — 直流电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

对于不同类型的开关器件，参数 正向电压 计算如下:

为门极可关断晶闸管 -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 导通电阻 .
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 导通电阻 .
为晶闸管 -打开设备所需的最小电压。

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

# 导通电阻 — 导通状态下的电阻
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 导通电阻 计算如下:

为门极可关断晶闸管 -电压相对于电流的变化率高于正向电压。
为理想半导体开关 -设备打开时的阳极-阴极电阻。
为 IGBT -器件导通时的集电极-发射极电阻。
为晶闸管 -设备打开时的阳极-阴极电阻。
为平均开关 -器件开启时阳极-阴极的电阻。

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

Details

换器的开关装置的类型。

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

# 门极触发电压，Vgt — 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 开关器件 意义 门极可关断晶闸管.

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

# 门极输入分段常数近似的整数值（0 表示禁用） — 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 开关器件 意义 平均开关.

默认值	`0`
程序使用名称	`K`
可计算	是

# 门极关断电压，Vgt_off — 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 开关器件 意义 门极可关断晶闸管.

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

# 漏源导通电阻 — 开路电阻
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 开关器件 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

# 开启电压 — 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 开启电压 计算如下:

为理想半导体开关 -栅极-阴极电压。
为 IGBT -栅极-发射极电压。
为 MOSFET -栅极-源极电压。

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

# 保持电流 — 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，器件仍保持接通状态。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 开关器件 意义 门极可关断晶闸管.

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

# 门极控制端口 — 定义控制端口：定向或电动
信号 | 电气

Details

方向或电动开关闸控制口。

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

二极管

# 反向恢复时间延展系数 — 反向恢复时间的拉伸系数

Details

块用于计算参数的值 反向恢复时间，trr . 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。

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

# 反向峰值电流 — iRM测量期间的峰值反向电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

外部测试电路测得的最大返回电流。

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

# 模型动态特性 — 二极管模型
无动态特性的二极管 | 带电荷动态特性的二极管

Details

二极管的类型。以下选项是可能的:

无动态特性的二极管 -选择此选项以使用块优先考虑仿真速度二极管.
带电荷动态特性的二极管 -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。二极管.

如果为参数 开关器件 值在设置中选择 平均开关，此参数不显示，并为参数 模型动态特性 值自动设置 无动态特性的二极管.

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`
可计算	无

# 测量iRM时的电流变化率 — iRM测量期间电流的变化率
A/s | A/us

Details

测量峰值反向电流时的电流的变化率。

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

# 反向恢复时间，trr — 反向恢复时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

初始电流通过零过渡的瞬间（当二极管关闭时）与电流下降到小于峰值电流的10％的瞬间之间的间隔。

参数值 反向恢复时间，trr 必须有超过参数值。 反向峰值电流 ，除以参数值 测量iRM时的电流变化率 .

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

# 结电容 — 转移能力
F | pF | nF | uF | mF

Details

二极管结的容量。

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

# 关断电导 — 闭合结电导率
S | nS | uS | mS | 1/Ohm

Details

反向偏置二极管的电导率。

计量单位	`S` \| `nS` \| `uS` \| `mS` \| `1/Ohm`
默认值	`1.0e-5 1/Ohm`
程序使用名称	`G_off_diode`
可计算	是

# 测量 iRM 时的初始正向电流 — iRM测量期间的初始正向电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

测量峰值反向电流时的初始正向电流。此值必须大于零。

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

# 反向恢复时间参数化 — 反向恢复时间确定的类型
指定拉伸系数 | 直接指定反向恢复时间 | 指定反向恢复电荷

Details

块中设置反向恢复时间的方法。选择时 指定拉伸系数 或 指定反向恢复电荷 您可以指定块将用于计算反向恢复时间的值。

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

# 导通电阻 — 开关电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

电压相对于电流的变化率高于参数设定的电压 正向电压 .

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

# 正向电压 — 直流电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

阳极和阴极块上所需的最小电压，以便VAX二极管的斜率等于，在哪里 -参数值 导通电阻 .

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

# 反向恢复电荷，Qrr — 反向恢复费用
C | nC | uC | mC | nA*s | uA*s | mA*s | A*s | mA*hr | A*hr | kA*hr | MA*hr

Details

块用于计算参数的值 反向恢复时间，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 反向峰值电流 ;
-为参数指定的值 测量iRM时的电流变化率 .

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

参数

# 电感串联电阻 — 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

# 电感 — 电感,电感
H | nH | uH | mH

Details

的电感。

计量单位	`H` \| `nH` \| `uH` \| `mH`
默认值	`1.0e-6 H`
程序使用名称	`L_f`
可计算	是

# 电容 — 货柜
F | pF | nF | uF | mF

Details

容器。

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`1.0e-7 F`
程序使用名称	`C_f`
可计算	是

# 电容等效串联电阻 — 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	`1.0e-6 Ohm`
程序使用名称	`R_f`
可计算	是

缓冲器

# 吸收电阻 — 阻尼器阻力
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

开关装置阻尼器的电阻。

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

# 缓冲器 — 激活阻尼器

Details

在开关装置上增加一个阻尼器.

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

# 缓冲电容 — 阻尼器容量
F | pF | nF | uF | mF

Details

开关装置阻尼器的容量。

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`1.0e-7 F`
程序使用名称	`C_s`
可计算	是