Документация Engee

Thyristor (Piecewise Linear)

Кусочно-линейный тиристор.

thyristor piecewise linear

Описание

Блок Thyristor (Piecewise Linear) моделирует кусочно-линейный тиристор. Вольт-амперная характеристика тиристора такова, что тиристор открыт, если напряжение затвор-катод превышает заданное отпирающее напряжение на управляющем электроде. Тиристор закрыт, если ток нагрузки падает ниже заданного значения тока удержания.

igbt ideal switching 1

В открытом состоянии канал анод-катод ведет себя как линейный диод с прямым падением напряжения и сопротивлением в открытом состоянии .

В закрытом состоянии канал анод-катод ведет себя как линейный резистор с низкой проводимостью в закрытом состоянии .

Уравнения для тока анод-катод записываются следующим образом:

, если и выполняется одно из двух условий: или ,

в остальных случаях ,

где

  • — напряжение анод-катод;

  • — прямое напряжение;

  • — напряжение затвора;

  • — отпирающее напряжение управления;

  • — ток анод-катод;

  • — ток удержания;

  • — сопротивление в открытом состоянии;

  • — проводимость в закрытом состоянии.

Используя параметры Integral Diode, можно включить внутренний защитный диод. Интегральный диод защищает полупроводниковый прибор, обеспечивая канал проводимости для обратного тока. Индуктивная нагрузка может создавать большой скачок обратного напряжения, когда полупроводниковый прибор резко отключает подачу напряжения на нагрузку.

Установите значение параметра Integral protection diode в зависимости от цели.

Цель Значение для выбора Внутренний защитный диод

Не включать защиту.

None

Не используется

Включать защиту.

Приоритет скорости моделирования.

Diode with no dynamics

Добавляется внутренний блок Diode (Advanced).

Приоритет точности моделирования – точное указание динамики заряда в обратном режиме.

Diode with charge dynamics

Добавляется внутренний блок Diode (Advanced) с учетом динамики заряда.

Порты

На рисунке показаны имена портов блока.

thyristor piecewise linear 1

Вход

G — затвор
скаляр

Порт, связанный с затвором.

Зависимости

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

Ненаправленные

G — затвор
электричество

Порт, связанный с затвором.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Gate-control port значение Electrical control port.

A — анод
электричество

Порт, связанный с анодом.

K — катод
электричество

Порт, связанный с катодом.

Параметры

Main

Gate-control port — опция для указания типа порта затвора
Signal control port (по умолчанию) | Electrical control port

Опция для указания физического или электрического порта управления затвором переключателя.

Forward voltage, Vf — прямое напряжение
0.8 В (по умолчанию)

Прямое напряжение, при котором устройство включается.

On-state resistance — сопротивление в открытом состоянии
0.01 Ом (по умолчанию)

Сопротивление открытого канала анод-катод.

Off-state conductance — проводимость в закрытом состоянии
1e-6 1/Ом (по умолчанию)

Проводимость анод-катод в закрытом состоянии. Значение этого параметра должно быть меньше , где — значение параметра On-state resistance.

Gate trigger voltage, Vgt — отпирающее напряжение управления
6 В (по умолчанию)

Пороговое напряжение затвор-катод. Устройство включается, когда напряжение затвор-катод превышает это значение.

Holding current — ток удержания
1 А (по умолчанию)

Пороговое значение тока. Устройство остается включенным, если ток превышает это значение, даже если напряжение затвор-катод падает ниже отпирающего напряжения управления.

Integral Diode

Integral protection diode — внутренний защитный диод (супрессор)
None (по умолчанию) | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Укажите, включает ли блок защитный диод (супрессор). По умолчанию используется значение None.

Если необходимо включить внутренний защитный диод, то возможны два варианта:

  • Diode with no dynamics.

  • Diode with charge dynamics.

Forward voltage — напряжение прямого тока
0.8 В (по умолчанию)

Минимальное напряжение между анодом и катодом диода для того, чтобы градиент вольт-амперной характеристики диода был равен 1/ , где — значение параметра On resistance.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

On resistance — сопротивление при прямом включении
0.001 Ом (по умолчанию)

Сопротивление диода в открытом состоянии, когда напряжение выше значения заданного параметром Forward voltage.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Off conductance — проводимость в закрытом состоянии
1e−5 1/Ом (по умолчанию)

Проводимость диода при обратном включении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Junction capacitance — емкость перехода
5e−8 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 Diode with charge dynamics.

Peak reverse current, iRM — пиковый обратный ток
−235 А (по умолчанию)

Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля. Значение по умолчанию — −235 А.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.

Initial forward current when measuring iRM — начальный прямой ток при измерении iRM
300 А (по умолчанию)

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 Diode with charge dynamics.

Rate of change of current when measuring iRM — скорость изменения тока при измерении iRM
−50 А/мкс (по умолчанию)

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 Diode with charge dynamics.

Reverse recovery time parametrization — вид определения времени обратного восстановления
Specify stretch factor (по умолчанию) | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge

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

Reverse recovery charge, Qrr — заряд обратного восстановления
1500 мкАс (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 parametrization значение Specify reverse recovery charge.

Примеры