Boost Converter

Страница в процессе разработки.

Управляемый контроллером повышающий DC-DC регулятор напряжения.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Converters.Boost

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Boost Converter представляет собой преобразователь, повышающий напряжение постоянного тока под управлением подключенного контроллера и генератора сигнала затвора. Boost-преобразователи также известны как повышающие регуляторы напряжения, поскольку они увеличивают величину напряжения.

Блок Boost Converter позволяет смоделировать несинхронный преобразователь с одним идеальным полупроводниковым переключателем или синхронный преобразователь с двумя идеальными полупроводниковыми переключателями.

Топология преобразователя

Вы можете смоделировать Boost Converter как несинхронный преобразователь с портом управления затвором физического сигнала или с двумя электрическими портами управления, или как синхронный преобразователь с одним электрическим портом управления. Чтобы выбрать топологию преобразователя, установите для параметра Modeling option значение:

Nonsynchronous converter – несинхронный преобразователь с дополнительными физическими или электрическими портами управления затвором.
Synchronous converter – синхронный преобразователь с мультиплексированными сигналами затвора.

Модели несинхронных повышающих преобразователей содержат индуктор, силовой электронный ключ, диод и выходной конденсатор. boost converter asynch

Модель синхронного повышающего преобразователя содержит индуктор, два силовых электронных ключа и выходной конденсатор.

boost converter synch

В каждом случае конденсатор сглаживает выходное напряжение.

Защита

В модель синхронного преобразователя вы можете включить интегральные защитные диоды. Интегральные диоды защищают полупроводниковое устройство, обеспечивая проводящий путь для обратного тока. Индуктивная нагрузка может создать высокий всплеск обратного напряжения, когда полупроводниковое устройство внезапно отключает подачу напряжения на нагрузку.

Чтобы включить и настроить внутренние защитные диоды, используйте параметры Diode.

В данной таблице показано, как установить параметр Model dynamics в зависимости от ваших целей.

Цели

Значение для выбора

Встроенный защитный диод

Не включайте защиту

None

Отсутствует

Включите защиту

Приоритет отдавайте скорости моделирования

Diode with no dynamics

Блок Diode

Приоритетом точности модели является точное указание динамики заряда в обратном режиме

Diode with charge dynamics

Динамическая модель блока Diode

Вы также можете включить схему снаббера для каждого переключающего устройства. Цепи снаббера содержат последовательно соединенные резистор и конденсатор. Они защищают коммутационные устройства от высокого напряжения, которое создают индуктивные нагрузки, когда устройство отключает подачу напряжения на нагрузку. Кроме того, цепи снаббера предотвращают чрезмерную скорость изменения тока при включении коммутационного устройства.

Чтобы включить и настроить схему снаббера для каждого коммутационного устройства, используйте параметры Snubbers.

Подключение сигналов к порту управления затвором

Модель несинхронного преобразователя (Nonsychronous converter) с опцией направленного порта управления (Signal control port):
- Создайте направленный сигнал управления, например, из базовых математических блоков, и подключите его к порту G.
Модель несинхронного преобразователя (Nonsychronous converter) с опцией электрического порта управления (Electrical control port):
- Подключите положительный сигнал постоянного напряжения к порту G+ .
- Подключите отрицательный сигнал постоянного напряжения к порту G- .
Модель синхронного преобразователя (Synchronous converter):
- Мультиплексируйте преобразованные сигналы управления затвором в один вектор с помощью двухимпульсного затворного мультиплексора (см. Two-Pulse Gate Multiplexer).
- Подключите векторный сигнал к порту G.

Порты

Ненаправленные

# 2+ — положительное постоянное напряжение 2
скаляр

Details

Электрический порт, связанный с положительной клеммой 2 напряжения постоянного тока.

Имя для программного использования

p2

# 2– — отрицательное постоянное напряжение 2
скаляр

Details

Электрический порт, связанный с отрицательной клеммой 2 напряжения постоянного тока.

Имя для программного использования

n2

# 1+ — положительное постоянное напряжение 1
скаляр

Details

Электрический порт, связанный с положительной клеммой 1 напряжения постоянного тока.

Имя для программного использования

p1

# 1– — отрицательное постоянное напряжение 1
скаляр

Details

Электрический порт, связанный с отрицательной клеммой 1 напряжения постоянного тока.

Имя для программного использования

n1

# G — контакт затвора
электричество

Details

Электрический порт, связанный с контактом затвора переключателя.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Modeling option значение Synchronous converter.

Имя для программного использования

gate_port

# G+ — положительная клемма коммутационного устройства
электричество

Details

Электрический порт, связанный с положительной клеммой затвора коммутационного устройства.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Modeling option значение Nonsynchronous converter и для параметра Gate-control port значение Electrical control port.

Имя для программного использования

gate_p

# G– — отрицательная клемма коммутационного устройства
электричество

Details

Электрический порт, связанный с отрицательной клеммой затвора коммутационного устройства.

Зависимости

Имя для программного использования

gate_n

Вход

# G — контакт затвора
скаляр

Details

Порт управляющего сигнала, связанный с затвором переключателя.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Modeling option значение Gate-control port и для параметра Gate-control port значение Signal control port.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные

# Modeling option — моделирование несинхронного или синхронного преобразователя
Synchronous converter | Nonsynchronous converter

Details

Выбор модели несинхронного или синхронного преобразователя.

Значения	`Synchronous converter` \| `Nonsynchronous converter`
Значение по умолчанию	`Nonsynchronous converter`
Имя для программного использования	`topology`
Вычисляемый	Нет

Тип переключателя

# Gate-control port — определяет порт управления: скалярный или электрический
Signal control port | Electrical control port

Details

Скалярный или электрический порт управления затвором переключателя.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Modeling option значение Nonsynchronous converter.

Значения	`Signal control port` \| `Electrical control port`
Значение по умолчанию	`Signal control port`
Имя для программного использования	`gate_control_port`
Вычисляемый	Нет

# Switching device — тип переключателя
Ideal Semiconductor Switch

Details

Тип коммутационного устройства для преобразователя. Для синхронной модели переключатели идентичны.

Значения	`Ideal Semiconductor Switch`
Значение по умолчанию	`Ideal Semiconductor Switch`
Имя для программного использования	`switching_device_type`
Вычисляемый	Нет

# On-state resistance — сопротивление во включенном состоянии
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Сопротивление между анодом и катодом во включенном состоянии.

Единицы измерения	`Ohm` \| `GOhm` \| `MOhm` \| `kOhm` \| `mOhm`
Значение по умолчанию	`0.001 Ohm`
Имя для программного использования	`R_on`
Вычисляемый	Да

# Off-state conductance — проводимость в выключенном состоянии
S | mS | nS | uS | 1/Ohm

Details

Проводимость анод-катод в выключенном состоянии. Значение должно быть меньше , где – значение параметра On-state resistance.

Единицы измерения	`S` \| `mS` \| `nS` \| `uS` \| `1/Ohm`
Значение по умолчанию	`1e-05 1/Ohm`
Имя для программного использования	`G_off`
Вычисляемый	Да

# Threshold voltage — пороговое напряжение
V | MV | kV | mV

Details

Пороговое напряжение для цепи затвор-катод. Переключатель включается, когда напряжение цепи затвор-катод превышает это значение.

Единицы измерения	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
Значение по умолчанию	`6.0 V`
Имя для программного использования	`V_threshold`
Вычисляемый	Да

Диод

# Model dynamics — внутренний защитный диод (супрессор)
None | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Details

Укажите, включает ли блок защитный диод (супрессор).

Возможны следующие варианты:

None – не использовать диод.
Diode with no dynamics – выберите эту опцию для приоритета скорости моделирования с помощью блока Diode. Эта опция используется по умолчанию для несинхронного преобразователя.
Diode with charge dynamics – выберите эту опцию, чтобы повысить точность модели с точки зрения динамики заряда в обратном режиме, используя модель коммутирующего диода блока Diode.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Modeling option значение Synchronous converter.

Значения	`None` \| `Diode with no dynamics` \| `Diode with charge dynamics`
Значение по умолчанию	`Diode with no dynamics`
Имя для программного использования	`protection_diode_parameterization_synchronous`
Вычисляемый	Нет

# Model dynamics — внутренний защитный диод (супрессор)
Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Details

Тип диода.

Возможны следующие варианты:

Diode with no dynamics – выберите эту опцию для приоритета скорости моделирования с помощью блока Diode. Эта опция используется по умолчанию для несинхронного преобразователя.
Diode with charge dynamics – выберите эту опцию, чтобы повысить точность модели с точки зрения динамики заряда в обратном режиме, используя модель коммутирующего диода блока Diode.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Modeling option значение Nonsynchronous converter.

Значения	`Diode with no dynamics` \| `Diode with charge dynamics`
Значение по умолчанию	`Diode with no dynamics`
Имя для программного использования	`protection_diode_parameterization_nonsynchronous`
Вычисляемый	Нет

# Forward voltage — напряжение прямого тока
V | MV | kV | mV

Details

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 Model dynamics значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Единицы измерения	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
Значение по умолчанию	`0.8 V`
Имя для программного использования	`V_f_diode`
Вычисляемый	Да

# On resistance — сопротивление при прямом включении
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Сопротивление диода в открытом состоянии.

Зависимости

Единицы измерения	`Ohm` \| `GOhm` \| `MOhm` \| `kOhm` \| `mOhm`
Значение по умолчанию	`0.001 Ohm`
Имя для программного использования	`R_on_diode`
Вычисляемый	Да

# Off conductance — проводимость в закрытом состоянии
S | mS | nS | uS | 1/Ohm

Details

Проводимость диода при обратном включении.

Зависимости

Единицы измерения	`S` \| `mS` \| `nS` \| `uS` \| `1/Ohm`
Значение по умолчанию	`1e-05 1/Ohm`
Имя для программного использования	`G_off_diode`
Вычисляемый	Да

# Junction capacitance — емкость перехода
F | mF | nF | pF | uF

Details

Величина емкости, свойственной переходу из обедненной зоны, действующей как диэлектрик и разделяющей соединения анода и катода.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model dynamics значение Diode with charge dynamics.

Единицы измерения	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
Значение по умолчанию	`50.0 nF`
Имя для программного использования	`C_diode`
Вычисляемый	Да

# Peak reverse current, iRM — пиковый обратный ток
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model dynamics значение Diode with charge dynamics.

Единицы измерения	`A` \| `MA` \| `kA` \| `mA` \| `nA` \| `pA` \| `uA`
Значение по умолчанию	`-235.0 A`
Имя для программного использования	`i_rm_diode`
Вычисляемый	Да

# Initial forward current when measuring iRM — начальный прямой ток при измерении iRM
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

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 Model dynamics значение Diode with charge dynamics.

Единицы измерения	`A` \| `MA` \| `kA` \| `mA` \| `nA` \| `pA` \| `uA`
Значение по умолчанию	`300.0 A`
Имя для программного использования	`i_f_diode`
Вычисляемый	Да

# Rate of change of current when measuring iRM — скорость изменения тока при измерении iRM
A/s | A/us

Details

Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Model dynamics значение Diode with charge dynamics.

Единицы измерения	`A/s` \| `A/us`
Значение по умолчанию	`-50.0 A/us`
Имя для программного использования	`diode_current_change_rate`
Вычисляемый	Да

# Reverse recovery time parameterization — метод определения времени обратного восстановления
Specify stretch factor | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge

Details

Определяет способ задания времени обратного восстановления в блоке.

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 Model dynamics значение Diode with charge dynamics.

Значения	`Specify stretch factor` \| `Specify reverse recovery time directly` \| `Specify reverse recovery charge`
Значение по умолчанию	`Specify stretch factor`
Имя для программного использования	`t_rr_diode_parameterization`
Вычисляемый	Нет

# Reverse recovery time stretch factor — коэффициент растяжения времени обратного восстановления

Details

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 Model dynamics значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization значение Specify stretch factor.

Значение по умолчанию	`3.0`
Имя для программного использования	`t_rr_factor_diode`
Вычисляемый	Да

# Reverse recovery time, trr — время обратного восстановления
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

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.

Интервал между моментом, когда ток первоначально становится равным нулю (когда диод выключается), и моментом, когда ток падает до менее чем 10 % от пикового обратного тока.

Зависимости

Единицы измерения	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
Значение по умолчанию	`15.0 us`
Имя для программного использования	`t_rr_diode`
Вычисляемый	Да

# Reverse recovery charge, Qrr — заряд обратного восстановления
C | Ah | mC | nC | uC | MAh | kAh | mAh | s*uA

Details

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.

Единицы измерения	`C` \| `Ah` \| `mC` \| `nC` \| `uC` \| `MAh` \| `kAh` \| `mAh` \| `s*uA`
Значение по умолчанию	`1500.0 s*uA`
Имя для программного использования	`Q_rr_diode`
Вычисляемый	Да

LC параметры

# Inductance — индуктивность
H | mH | nH | uH

Details

Индуктивность.

Единицы измерения	`H` \| `mH` \| `nH` \| `uH`
Значение по умолчанию	`1e-06 H`
Имя для программного использования	`L_f`
Вычисляемый	Да

# Inductance series resistance — последовательное сопротивление индуктора
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Последовательное сопротивление индуктора.

Единицы измерения	`Ohm` \| `GOhm` \| `MOhm` \| `kOhm` \| `mOhm`
Значение по умолчанию	`0.0 Ohm`
Имя для программного использования	`R_l`
Вычисляемый	Да

# Capacitance — емкость
F | mF | nF | pF | uF

Details

Емкость.

Единицы измерения	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
Значение по умолчанию	`1e-07 F`
Имя для программного использования	`C_f`
Вычисляемый	Да

# Capacitor effective series resistance — сопротивление конденсатора
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Последовательное сопротивление конденсатора.

Единицы измерения	`Ohm` \| `GOhm` \| `MOhm` \| `kOhm` \| `mOhm`
Значение по умолчанию	`1e-06 Ohm`
Имя для программного использования	`R_f`
Вычисляемый	Да

Снаббер

# Snubber — модель снаббера
None | RC snubber

Details

Модель коммутационного устройства с шумоподавителем.

Значения	`None` \| `RC snubber`
Значение по умолчанию	`None`
Имя для программного использования	`snubber_option`
Вычисляемый	Нет

# Snubber capacitance — емкость снаббера
F | mF | nF | pF | uF

Details

Емкость снаббера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Snubber значение RC snubber.

Единицы измерения	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
Значение по умолчанию	`1e-07 F`
Имя для программного использования	`C_s`
Вычисляемый	Да

# Snubber resistance — сопротивление снаббера
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Сопротивление снаббера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Snubber значение RC snubber.

Единицы измерения	`Ohm` \| `GOhm` \| `MOhm` \| `kOhm` \| `mOhm`
Значение по умолчанию	`0.1 Ohm`
Имя для программного использования	`R_s`
Вычисляемый	Да