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IGBT（理想，开关）

用于开关电路的理想绝缘栅双极晶体管。

类型: AcausalElectricPowerSystems.Semiconductors.Ideal.IGBT

igbt ideal switching

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/IGBT (Ideal, Switching)

说明

IGBT（理想，开关） 块模拟了理想的绝缘栅双极晶体管（IGBT）开关电路。IGBT 的开关特性是，如果栅极发射极电压超过给定的阈值电压 ，IGBT 就处于打开状态。否则，器件处于关闭状态。该图显示了典型的伏安特性：

igbt ideal switching 1

在开路状态下，集电极-发射极通道的行为类似于线性二极管，其正向压降为 ，电阻为 。

在闭合状态下，集电极-发射极通道的行为类似于线性电阻器，具有低电导率 。

定义方程可写成

如果 和 、

否则 、

其中

  • - 集电极-发射极电压

  • - 正向电压

  • - 栅极-发射极电压

  • - 阈值电压

  • - 集电极-发射极电流；

  • - 开态电阻

  • - 闭合状态电导率。

集成保护二极管选项

使用*集成二极管*参数，可在发射极和集电极之间连接一个内部二极管。当电感负载的电压突然被切断时，集成二极管可为反向电流提供一个传导通道，从而保护器件。

根据用途设置*集成保护二极管*的值。

选择值 积分保护二极管

不启用保护。

无

未使用

启用保护。

模拟速度优先。

无动力二极管`。

添加内部单位二极管（高级） 。

建模精度优先—​精确显示反向模式下的电荷动态。

带电荷动力学的二极管`。

添加带电荷动力学的内部块二极管（高级） 。

港口

输入

*门
标量

与快门相关的端口。

依赖关系

要启用此端口，请将 Gate-control port 设置为 "Signal control port"（信号控制端口）。

非定向

G - 闸门
电力

与闸门相关的端口。

依赖关系

要启用此端口，请将 Gate-control port 设置为 "Electrical control port"（电气控制端口）。

*C*为采集器
电气

与采集器相关的端口。

E 是发射器
电

与发射器相关的端口。

参数

主要参数

门控端口 - 用于指定门控端口类型的选项
信号控制端口（默认） | 电气控制端口

选项，用于指定晶体管的物理或电气栅极控制端口。

正向电压，Vf - 正向电压
`0.8 V（默认值） `

晶体管伏安特性斜率角等于 时所需的最小集电极电压和发射极电压，其中 为 On-state resistance 参数值。

*开态电阻*是开态时的电阻值
0.01欧姆（默认值）

集电极-发射极开路通道的电阻。

关闭状态电导 - 关闭状态电导
`1e-6 1/欧姆（默认值） `

集电极-发射极闭态电导。该参数的值必须小于 ，其中 是*关态电阻*的值。

阈值电压，Vth - 阈值电压
`2 V（默认值）

阈值栅极发射极电压。栅极发射极电压超过该值时，器件将开启。

积分二极管

积分保护二极管 - 内部保护二极管（抑制器）
无（默认）` | 无动态二极管 | `有电荷动态的二极管

指定设备是否包含保护二极管（抑制器）。默认设置为`无`。

如果要启用内部保护二极管，有两个选项可供选择：

  • 无动态二极管"。

  • 带充电动态的二极管

正向电压 - 正向电压
0.8V（默认值）

为使二极管的伏安特性梯度等于 1/ ，在块的负端口和正端口所需的最小电压，其中 是*导通电阻*参数的值。

依赖关系

要使用该参数，请将 集成保护二极管 设置为 "无动态二极管 "或 "带充电动态二极管"。

接通电阻 - 直接连接时的电阻
0.001欧姆（默认值）

当电压高于*正向电压*参数设定的值时，二极管在开路状态下的电阻。

依赖关系

要使用此参数，请将 Integral protection diode 设置为 "无动态二极管 "或 "带充电动态二极管"。

关闭电导 - 关闭状态电导
1e-5 1/欧姆（默认值）`。

二极管重新开启时的电导。

依赖关系

要使用该参数，请将 * 积分保护二极管* 设置为 "无动态二极管 "或 "带充电动态二极管"。

结电容 - 结电容
5e-8 F（默认值）`。

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

要使用此参数，请将 * 积分保护二极管* 设置为 "带电荷动态的二极管"。

峰值反向电流，iRM - 峰值反向电流
`-235 A（默认值）

由外部测试电路测量的峰值反向电流。该值必须小于零。默认值为 -235A。

依赖关系

要使用此参数，请将 * 积分保护二极管* 设置为 "带电动态二极管"。

测量 iRM 时的初始正向电流 - 测量 iRM 时的初始正向电流
300 A（默认值）

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

要使用此参数，请将 * 积分保护二极管* 设置为 "带充电动态的二极管"。

测量 iRM 时的电流变化率 - 测量 iRM 时的电流变化率
50 A/µs （默认值）"。

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

要使用此参数，请将 * 积分保护二极管* 设置为 "带电荷动态的二极管"。

反向恢复时间参数化 - 反向恢复时间定义类型
指定拉伸系数（默认） | | 直接指定反向恢复时间 | | 指定反向恢复电荷量

选择 "指定拉伸因数 "或 "指定反向恢复电荷 "可指定设备用于计算反向恢复时间的值。

依赖关系

要使用此选项，请将 * 线性保护二极管* 设置为 "带电荷动态的二极管"。

反向恢复时间，trr - 反向恢复时间
15 µs（默认值）

二极管电压从正向偏置到反向偏置极性反转时，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。反向恢复时间 trr* 的值必须大于峰值反向电流 iRM* 除以测量时电流变化率 iRM* 的值。

依赖关系

要使用此参数，请将*积分保护二极管*参数设置为 "带电荷动态的二极管"，并将*反向恢复时间参数化*参数设置为 "直接指定反向恢复时间"。

反向恢复时间伸展系数 - 反向恢复时间伸展系数
3（默认值

区块用于计算 * 反向恢复时间 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。拉伸因子值越大，反向恢复电流耗散所需的时间就越长。

依赖关系

要使用该参数，请将*积分保护二极管*参数设置为 "带电荷动态的二极管"，并将*反向恢复时间参数化*参数设置为 "指定拉伸因数"。

反向恢复电荷，Qrr - 反向恢复电荷
1500微安（默认值）"。

设备用于计算 反向恢复时间的值，trrr。 如果设备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 峰值反向电流 iRM 参数指定的值；

  • - 测量 iRM* 时*电流变化率*参数的指定值。

依赖关系

要使用该参数，请将*积分保护二极管*参数设置为 "带电荷动态的二极管"，并将*反向恢复时间参数化*参数设置为 "指定反向恢复电荷"。

实例