I deal Switch

Идеальный ключ не есть конкретное физическое устройство. Когда ключ используется с соответствующей коммутирующей логической схемой, его можно использовать, чтобы моделировать упрощенные полупроводниковые приборы типа GTO или MOSFET или даже силовой выключатель (автоматический выключатель) с амплитудным ограничением тока. Коммутатор моделируется как резистор (Ron) последовательно с ключом, управляемым логическим сигналом g.

Идеальный ключ содержит также последовательную демпферную цепь Rs-Cs, соединяемую параллельно с идеальным ключом.

Идеальный ключ полностью управляется управляющим сигналом (g>0 или g=0). У него есть следующие характеристики:

• О тключает любую цепь или реверсирует приложенное напряжение с нулевым током, когда g = 0.

• Проводит любой двунаправленный электрический ток с квазинулевым падением напряжения, когда g> 0.

• Во включенном состоянии переключение с открытого состояния на закрытое происходит мгновенно.

И деальный элемент ключ включается, когда положительный сигнал присутствует на входе (g> 0) и выключается, когда сигнал равняется нулю (g=0).

Internal Resistance Ron

Внутреннее сопротивление ключа, в Омах. Internal Resistance Ron не может равняться нулю.

Initial state

Начальное состояние блока Ideal Switch. Начальное состояние блока Ideal Switch принято во внимание при расчете установившегося состояния Power System Blockset.

Snubber resistance Rs

Сопротивление демпфирующего устройства, в Омах. Установите сопротивление Rs inf, чтобы устранить демпфер из модели.

Snubber capacitance Cs

Емкость демпфера в Фарадах. Установите емкость Cs 0, чтобы устранить демпфер или inf, чтобы получать чисто резистивный демпфер.

Входы и выходы

Первый вход (1) и выход (2) блока для электрического соединения идеального ключа. Второй вход (g) является управляющим сигналом Simulink. Второй выход (m) – Simulink вектор измерений выходных [Iak,Vak], возвращает тока блока Ideal Switch и напряжение.

Предположения и ограничения

Идеальный ключ смоделирован как источник тока, поэтому не может быть включен последовательно с индуктивностью, источником тока или разомкнутой цепью без демпфирующего устройства.

Вы должны использовать жесткий алгоритм интегрирования для цепи, содержащей идеальные ключи. Ode23tb или Ode15s с заданными по умолчанию параметрами обычно дают лучшее быстродействие

ПРИМЕР

Идеальный ключ используется, чтобы коммутировать RLC цепь с источником переменного тока (60 Гц). Ключ, который первоначально замкнут, размыкает цепь в t = 50 мс (3 цикла) и затем повторно включается в t = 138 мс (8.25 циклов). Ideal Switch имеет сопротивление 0.01 Ом, демпфирующее устройство не используется. Этот пример в файле psbswitch.mdl.

Запустите моделирование и наблюдайте ток индуктивности, ток коммутатора и напряжение на конденсаторе. Обратите внимание на высокочастотное перенапряжение, полученное амплитудным ограничением тока индуктивности. Отметьте также высокий пик электрического тока ключа, когда ключ повторно включается на конденсаторе при максимальном исходном напряжении.

I GBT

Биполярный транзистор с изолированным затвором.

Элемент IGBT - полупроводниковый прибор, управляемый сигналом. IGBT моделируется как комбинация ряда резистора (R_on). индуктивности (L_on) и источник постоянного напряжения Vf последовательно с коммутатором, которым управляет логический сигнал (g> 0 или g=0).

I GBT включается, когда напряжение эмиттер-коллектор положительно и больше Vf, и положительный сигнал действует на входе затвора (g>0). Транзистор выключается, когда напряжение эмиттер-коллектор положительно и сигнал на затворе ноль (g = 0).

IGBT прибор находится в закрытом состоянии, когда напряжение эмиттер-коллектор отрицательно. Обратите внимание, что много коммерческих IGBT не имеют блокирования при реверсировании характеристики. Поэтому, они обычно используются со встречным диодом.

Элемент IGBT содержит демпфирующую цепочку Rs-Cs, которая связана параллельно с IGBT прибором.

Вольтамперная характеристика модели IGBT заменена двумя прямыми. Когда сигнал управления падает до нуля, ток коллектора уменьшится от Imax до 0.1Imax в течение времени затухания (Tf), и затем от 0.1Imax, до нуля в течение оставшегося времени.

Resistance Ron

Внутреннее сопротивление Ron, в Омах.