Ideal Semiconductor Switch
Идеальный полупроводниковый управляемый переключатель.
Описание
Блок Ideal Semiconductor Switch представляет собой идеальный полупроводниковый управляемый переключатель, который использует внешний сигнал и значения фазных токов для разрыва электрической цепи.
На рисунке ниже показана типичная вольт-амперная характеристика идеального полупроводникового переключателя:
Если напряжение на цепи затвор-катод превышает заданное в параметре Threshold voltage, Vth пороговое напряжение, то идеальный полупроводниковый переключатель находится во включенном состоянии. В ином случае переключатель находится в выключенном состоянии.
Во включенном состоянии (пропускает ток в прямом направлении) цепь анод-катод переключателя ведет себя как линейный резистор с сопротивлением On-state resistance.
В выключенном состоянии цепь анод-катод переключателя ведет себя как линейный резистор с малой проводимостью Off-state conductance.
Используя параметры секции Integral Diode, можно включить защитный диод (супрессор). Супрессор защищает полупроводниковый ключ, обеспечивая проводящий путь для обратного тока. Индуктивная нагрузка может создавать большой скачок обратного напряжения, когда полупроводниковый переключатель внезапно отключает подачу напряжения на нагрузку.
В таблице показаны рекомендованные значения параметра Integral protection diode в зависимости от поставленных целей.
Цель |
Значение для выбора |
Поведение блока |
Приоритет скорости моделирования. |
|
Блок включает интегральную копию блока Diode. Для задания параметров внутреннего блока Diode используйте параметры Integral Diode. |
Точное задание динамики заряда в обратном режиме. |
|
Блок включает интегральную копию динамической модели блока Diode. Для задания параметров внутреннего блока Diode используйте параметры Integral Diode. |
Порты
Вход
G — контакт (вывод) затвора
скаляр
Порт управляющего сигнала, связанный с затвором переключателя.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Gate-control port значение Signal control port.
Ненаправленные
G — контакт затвора
электричество
Электрический порт, связанный с контактом затвора переключателя.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Gate-control port значение Electrical control port.
A — контакт анода
электричество
Электрический порт, связанный с контактом анода переключателя.
K — контакт катода
электричество
Электрический порт, связанный с контактом катода переключателя.
Параметры
Main
Gate-control port — определяет порт управления: скалярный или электрический
Signal control port (по умолчанию) | Electrical control port
Скалярный или электрический порт управления затвором переключателя.
On-state resistance — сопротивление во включенном состоянии
0.001 Ohm (по умолчанию)
Сопротивление между анодом и катодом во включенном состоянии.
Off-state conductance — проводимость в выключенном состоянии
1e-6 1/Ом (по умолчанию)
Проводимость анод-катод в выключенном состоянии. Значение должно быть меньше , где — значение сопротивления во включенном состоянии.
Threshold voltage, Vth — пороговое напряжение
0.5 В (по умолчанию)
Пороговое напряжение для цепи затвор-катод. Переключатель включается, когда напряжение цепи затвор-катод превышает это значение.
Integral Diode
Integral protection diode — интегральный защитный диод (супрессор)
None (по умолчанию) | Protection diode with no dynamics | Protection diode with charge dynamics
Укажите, включает ли блок интегральный защитный диод (супрессор). По умолчанию используется значение None.
Если необходимо включить интегральный защитный диод, то возможны два варианта:
-
Protection diode with no dynamics -
Protection diode with charge dynamics
Forward voltage — напряжение прямого тока
0.8 В (по умолчанию)
Минимальное напряжение, необходимое + и − портам блока для того, чтобы градиент вольт-амперной характеристики диода был равен , где — значение сопротивления на включенном переключателе.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with no dynamics или Protection diode with charge dynamics.
On resistance — сопротивление включения
0.001 Ом (по умолчанию)
Скорость изменения напряжения по отношению к току выше напряжения заданного параметром Forward voltage.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with no dynamics или Protection diode with charge dynamics.
Off conductance — проводимость выключения
1e−5 1/Ом (по умолчанию)
Проводимость диода с обратным смещением.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with no dynamics или Protection diode with charge dynamics.
Junction capacitance — емкость перехода
50e−9 Ф (по умолчанию)
Величина емкости, свойственной переходу из обедненной зоны, действующей как диэлектрик и разделяющей соединения анода и катода.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with charge dynamics.
Initial forward current when measuring, iRM — начальный прямой ток при измерении iRM
300 A (по умолчанию) | положительный скаляр
Начальный прямой ток (в начальный момент времени включения) при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with charge dynamics.
Rate of change of current when measuring, iRM — скорость изменения тока при измерении iRM
−50 A/мкс (по умолчанию) | отрицательный скаляр
Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with charge dynamics.
Reverse recovery time parameterization — вид определения времени обратного восстановления
Specify reverse recovery time directly (по умолчанию) | Specify stretch factor | Specify reverse recovery charge
Определяет способ задания времени обратного восстановления в блоке. По умолчанию используется значение Specify reverse recovery time directly.
При выборе опции Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge указывается значение, которое используется блоком для вычисления времени обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with charge dynamics.
Reverse recovery time, trr — время обратного восстановления
15 мкс (по умолчанию)
Количество времени, необходимое диоду, чтобы выключиться, когда напряжение на нем меняет полярность с прямого смещения на обратное.
Интервал между моментом первоначального перехода тока через ноль (когда диод выключается) и моментом падения тока до уровня менее 10% от пикового тока. Значение параметра Reverse recovery time, trr должно быть больше значения параметра Peak reverse current, iRM, деленного на значение параметра Rate of change of current when measuring, iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization установлено значение Specify reverse recovery time directly.
Reverse recovery time stretch factor — коэффициент растяжения времени обратного восстановления
3 (по умолчанию)
Значение, которое блок использует для расчета Reverse recovery time, trr. Это значение должно быть больше 1. Указание коэффициента растяжения является более простым способом параметризации времени обратного восстановления, чем указание заряда обратного восстановления. Чем больше значение коэффициента растяжения, тем больше времени требуется для рассеивания тока обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Protection diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization установлено значение Specify stretch factor.
Reverse recovery charge, Qrr — заряд обратного восстановления
1500 мкКл (по умолчанию)
Значение, которое блок использует для расчета Reverse recovery time, trr. Используйте этот параметр, если в параметрах блока в качестве вида определения времени обратного восстановления указано значение заряда обратного восстановления вместо значения времени обратного восстановления.
Заряд обратного восстановления — это суммарный заряд, который продолжает рассеиваться после выключения диода. Значение должно быть меньше, чем , где: * — значение, указанное для параметра Peak reverse current, iRM.. * — значение, указанное для параметра Rate of change of current when measuring iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization – значение Specify reverse recovery charge.