Повышающий преобразователь

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

Топология преобразователя

Вы можете смоделировать Повышающий преобразователь 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 Модель преобразователя значение:

Несинхронный преобразователь – несинхронный преобразователь с дополнительными физическими или электрическими портами управления затвором.
Синхронный преобразователь – 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 Диод.

В данной таблице показано, как установить параметр Моделирование динамики 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 Диод

Приоритетом точности модели является точное указание динамики заряда в обратном режиме

Diode with charge dynamics

Динамическая модель блока Диод

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 Снаббер.

Подключение сигналов к порту управления затвором

Модель несинхронного преобразователя (Nonsychronous converter) с опцией направленного порта управления (Скалярный порт управления):
- 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 (Электрический порт управления):
- Подключите положительный сигнал постоянного напряжения к порту G+ .
- Подключите отрицательный сигнал постоянного напряжения к порту G- .
Модель синхронного преобразователя (Синхронный преобразователь):
- Мультиплексируйте преобразованные сигналы управления затвором в один вектор с помощью двухимпульсного затворного мультиплексора (см. Двухимпульсный мультиплексор).
- 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 Модель преобразователя значение Синхронный преобразователь.

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 Модель преобразователя значение Несинхронный преобразователь и для параметра Тип порта управления значение Электрический порт управления.

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 Модель преобразователя значение Тип порта управления и для параметра Тип порта управления значение Скалярный порт управления.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные

# Модель преобразователя — моделирование несинхронного или синхронного преобразователя
Синхронный преобразователь | Несинхронный преобразователь

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

# Тип порта управления — определяет порт управления: скалярный или электрический
Скалярный порт управления | Электрический порт управления

Details

Скалярный или электрический порт управления затвором переключателя.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Модель преобразователя значение Несинхронный преобразователь.

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

# Тип переключателя — тип переключателя
Идеальный полупроводниковый переключатель

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

# Сопротивление во включенном состоянии — 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

# Проводимость в выключенном состоянии — проводимость в выключенном состоянии
S | mS | nS | uS | 1/Ohm

Details

Проводимость анод-катод в выключенном состоянии. Значение должно быть меньше , где – значение параметра Сопротивление во включенном состоянии.

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

# Пороговое напряжение — 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

# Моделирование динамики — внутренний защитный диод (супрессор)
Нет диода | Диод без учёта динамики | Диод с учётом динамики

Details

Укажите, включает ли блок защитный диод (супрессор).

Возможны следующие варианты:

Нет диода – не использовать диод.
Диод без учёта динамики – выберите эту опцию для приоритета скорости моделирования с помощью блока Диод. Эта опция используется по умолчанию для несинхронного преобразователя.
Диод с учётом динамики – выберите эту опцию, чтобы повысить точность модели с точки зрения динамики заряда в обратном режиме, используя модель коммутирующего диода блока Диод.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель преобразователя значение Синхронный преобразователь.

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

# Моделирование динамики — внутренний защитный диод (супрессор)
Диод без учёта динамики | Диод с учётом динамики

Details

Тип диода.

Возможны следующие варианты:

Диод без учёта динамики – выберите эту опцию для приоритета скорости моделирования с помощью блока Диод. Эта опция используется по умолчанию для несинхронного преобразователя.
Диод с учётом динамики – выберите эту опцию, чтобы повысить точность модели с точки зрения динамики заряда в обратном режиме, используя модель коммутирующего диода блока Диод.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель преобразователя значение Несинхронный преобразователь.

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

# Прямое напряжение — 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 Моделирование динамики значение Диод без учёта динамики или Диод с учётом динамики.

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

# Сопротивление во включенном состоянии — 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

# Проводимость в выключенном состоянии — 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

# Ёмкость перехода — 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 Моделирование динамики значение Диод с учётом динамики.

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

# Пиковый обратный ток, 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

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

# Начальный прямой ток при измерении 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

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

# Скорость изменения тока при измерении 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

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

# Вид определения времени обратного восстановления — метод определения времени обратного восстановления
Задать коэффициент растяжения времени | Задать время восстановления | Задать заряд обратного восстановления

Details

Определяет способ задания времени обратного восстановления в блоке.

При выборе опции Задать коэффициент растяжения времени или Задать заряд обратного восстановления указывается значение, которое используется блоком для вычисления времени обратного восстановления.

Зависимости

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

# Коэффициент растяжения времени обратного восстановления — коэффициент растяжения времени обратного восстановления

Details

Значение, которое блок использует для расчета Время обратного восстановления, 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 Моделирование динамики значение Диод с учётом динамики, а для параметра Вид определения времени обратного восстановления значение Задать коэффициент растяжения времени.

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

# Время обратного восстановления, 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 Время обратного восстановления, trr должно быть больше значения параметра Пиковый обратный ток, iRM, деленного на значение параметра Скорость изменения тока при измерении 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

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

Details

Значение, которое блок использует для расчета Время обратного восстановления, 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 Пиковый обратный ток, iRM.
— значение, указанное для параметра Скорость изменения тока при измерении 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

# Индуктивность — 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

# Последовательное сопротивление индуктивности — 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

# Ёмкость — 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

# Последовательное сопротивление конденсатора — 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

# Снаббер — модель снаббера
Нет снаббера | RC цепочка

Details

Модель коммутационного устройства с шумоподавителем.

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

# Ёмкость — емкость снаббера
F | mF | nF | pF | uF

Details

Емкость снаббера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Снаббер значение RC цепочка.

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

# Активное сопротивление — сопротивление снаббера
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Сопротивление снаббера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Снаббер значение RC цепочка.

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