Силовой диод Diode

Математические модели силовых полупроводниковых приборов

В разделе библиотеки SimPowerSystemsсодержатся блоки, представляющие собой виртуальные модели полупроводниковых элементов: диодов, тиристоров и транзисторов. Рассмотрим принципы построения моделей устройств на этих элементах и особенности настройки их параметров. В примерах таких моделей по мере необходимости вводятся новые для читателя блоки из рассмотренных в предыдущих уроках разделов библиотек Simulinkи SimPowerSystems.

Силовой диод Diode

Пиктограмма полупроводникового диода.

Назначение: моделирует полупроводниковый силовой диод (рис. 1а).

Модель диода представляет собой схему замещения и содержит резистор R_on, индуктивность L_on, источник постоянного напряжения V_f и ключ SW, включенные последовательно (рис. 1б). Управляет работой ключа блок логики. При положительном напряжении на диоде (U_ak-U_f) происходит его включение (замыкание) и через прибор начинает протекать ток.

Рис. 1. Схема замещения диода (а) в виде набора элементов (б] и его аппроксимированная вольтамперная характеристика (в)

Размыкание ключа (выключение диода) осуществляется при снижении до нуля тока I_ak, протекающего через диод. Параллельно диоду подключена демпфирующая цепь, называемая Snubber и состоящая из последовательно соединенных резистора R и емкости C.

Параметры блока (окно для настройки параметров блока вызывается двойным щелчком левой клавиши мыши — ЛКМ по пиктограмме блока): Resistance R_on (Ohm) — сопротивление во включенном состоянии (Ом); Inductance L_on (H) — индуктивность во включенном состоянии (Гн); Forward voltage Uf (V) — падение напряжения в прямом направлении (В); Initial current I_c (A) — начальное значение тока (А). При значении параметра, равном нулю, моделирование начинается при закрытом состоянии диода. Если параметр задан положительным значением, то моделирование будет начато при открытом состоянии диода; Snubber resistance Rs (Ohm) — сопротивление демпфирующей цепи (Ом); Snubber capacitance C_s (F) — емкость демпфирующей цепи (Ф).

На пиктограмме блока Diodeимеются анод а и катод k, а также выходной порт, обозначенный m, в котором формируется векторный Simulink-сигнал из двух составляющих. Первая из них соответствует анодному току диода, вторая — напряжению на аноде диода.