Полевые транзисторы схемы замещения

Полевые транзисторы схемы замещения
Полевые транзисторы схемы замещения
Полевые транзисторы схемы замещения

Рубрика посвящена программному обеспечению и САПР в силовой электронике: программы и системы Matlab, OrCAD, PSpice, Simulink. Особого внимания для всех интересующихся рубрика представляет цикл статей "Школа Matlab" и статьи о моделировании в среде OrCAD и PSpice.

В импульсных источниках питания (SMPS) большая часть рассеиваемой энергии приходится на потери переключения и магнитные потери, которые генерируются в сердечнике и обмотках индукторов. Точное определение их величины становится все более важным для разработки надежных и эффективных систем, особенно в эпоху «зеленых» технологий. Оценка потерь в сердечнике дросселя SMPS может потребовать применения сложных измерительных установок, однако она не гарантирует учета особенностей конкретного применения. Исторически потери в сердечнике рассчитываются с помощью уравнений Штейнмеца (Steinmetz), которые в последнее время получили широкое распространение. Эти выражения способны давать достоверный результат только при определенных условиях применения и для определенных материалов. Поэтому компания Würth Elektronik eiSos разработала новую модель, позволяющую эффективно и точно определять потери в сердечнике. Она реализована в новом онлайн-инструменте REDEXPERT.

В данной статье рассмотрен многовариантный синтез асинхронного электропривода с векторным управлением. При использовании в качестве инструмента проектирования современной программной среды MATLAB–Simulink многовариантный синтез позволяет на каждом этапе добиваться адекватности моделей с различным уровнем детализации. Также он позволяет на каждом этапе связать математическое описание и физику динамических процессов в системе.

Предметом исследования в настоящей статье являются мехатронные системы, построенные на базе машины двойного питания (МДП), обобщенное математическое описание которой основано на методе основной (гладкой) составляющей и методе результирующего вектора.

Данная статья продолжает цикл, посвященный исследованиям динамики полупроводниковых преобразователей с регулируемым эффектом накопления энергии. Динамические свойства этих преобразователей исследуются с использованием структурных моделей на основании математического описания электромагнитных процессов по «гладкой» составляющей. В данной статье представлено дальнейшее развитие теории активных фильтров, изложенной в уроке 16, а также проведено аналитическое и модельное исследование динамических процессов в параллельном активном фильтре.

Разработан программно-аппаратный комплекс моделирования средств релейной защиты и автоматики, содержащий физические модели основных узлов измерения, управления и защиты и обеспечивающий передачу данных в соответствии с требованиями стандарта МЭК-61850. Полученные результаты использованы при создании лабораторного стенда «Модель цифровой подстанции», позволяющего изучить структуру и особенности проектирования комплексов РЗА цифровых подстанций, а также реализацию и практическое применение современных протоколов передачи данных MMS, GOOSE и SV.

Статья продолжает цикл, посвященный исследованиям динамики полупроводниковых преобразователей с регулируемым эффектом накопления энергии. Динамические свойства этих преобразователей определяются с помощью структурных моделей на основании математического описания электромагнитных процессов по «гладкой» составляющей. В настоящей статье осуществлено аналитическое и модельное исследование активного трехфазного полупроводникового выпрямителя.

Данная статья начинает цикл, посвященный исследованиям динамики полупроводниковых преобразователей с регулируемым эффектом накопления энергии. Динамические свойства этих преобразователей исследуются с использованием структурных моделей на основании математического описания электромагнитных процессов по «гладкой» составляющей. В настоящей статье рассмотрен импульсный повышающий регулятор постоянного напряжения, являющийся базовой схемой для последующего изучения преобразователей переменного напряжения.

В предыдущей части был обоснован выбор программного обеспечения LTSpice фирмы Linear Technology для адекватного моделирования кондуктивной помехоэмиссии. Данная статья посвящена моделированию кондуктивной помехоэмиссии в одноключевых преобразователях напряжения. Показано влияние паразитных параметров активных элементов схемы на достоверность расчетов уровня помехоэмиссии электронных устройств, обосновывается необходимость использования более полных схем замещения активных элементов (с учетом реактивных параметров).

Статья посвящена перспективному направлению исследований электронной техники — Pspice-моделированию силовых электронных схем. Кратко отмечены особенности схемотехнических моделей в программе Micro-Cap, описаны некоторые особенности пакета, используемого для моделирования схем аналоговой (силовой) электроники, включающих нелинейные SPICE-модели полупроводников и магнитных сердечников. Автономный инвертор тока тиристорного преобразователя частоты моделируется с трехфазным мостовым выпрямителем и резонансным высокочастотным контуром нагрузки, в который входит RL-модель высокочастотной индукционной печи для плавки металлов.

Данная статья продолжает цикл «ШКОЛА МATLAB» в разделе «Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде MATLAB–Simulink». В данном уроке исследуется трехфазный активный фильтр. Показано, что для достижения высоких энергетических показателей в трехфазной сети следует управление активным фильтром организовать в соответствии с теорией мгновенной мощности.

В настоящее время существует множество прикладных программ для моделирования электрических схем, например MATLAB, SwitcherCAD, QUCS, NI Multisim и т. д. С их помощью можно смоделировать большинство схем, поскольку то, чего не может одна моделирующая среда, сможет другая. Таким образом, используя два–три инструмента, можно перекрыть все потребности инженеров-разработчиков. Однако существуют и специфические потребности, к примеру, моделирование помехоэмиссии по цепям питания. Статья посвящена поиску наиболее удобного и точного инструментария, позволяющего исследовать уровень кондуктивной помехоэмиссии силовыми преобразователями в питающую сеть.

Статья продолжает цикл «ШКОЛА МATLAB» в разделе «Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде МATLAB–Simulink». В данном уроке исследуется однофазный активный выпрямитель с различными алгоритмами управления. Показано, что для достижения высоких энергетических показателей при изменении нагрузки следует управление активным выпрямителем организовать в замкнутой системе.

Мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) в настоящее время стали основным типом силовых транзисторов. В статье описаны средства макромоделирования силовых устройств на мощных MOSFET с помощью новейших реализаций матричной лаборатории MATLAB R2010a,b с обновленными пакетами расширения Simulink и SimPowerSystem.

В статье проводится оценка потерь и расчет тепловых характеристик для устройств, в которых используются силовые модули и приборы в дисковых корпусах компании Infineon.

Данная статья продолжает цикл «ШКОЛА МATLAB» в разделе «Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде MATLAB-Simulink». В данном уроке исследуется корректор коэффициента мощности (ККМ) в однофазной сети переменного тока. Он строится на базе повышающего импульсного регулятора постоянного напряжения, рассмотренного в уроке 12. Содержание работы, методика ее проведения и представление результатов моделирования аналогичны тем, которые использовались в уроке 12.

Мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) в настоящее время основные из силовых приборов. По энергетическим параметрам они незначительно уступают тиристорам и IGBT, но заметно превосходят их по динамическим характеристикам. Области применения MOSFET простираются от маломощных инверторов для сотовых телефонов и мобильных компьютеров до мощных промышленных энергетических устройств и систем. В статье описаны средства макромоделирования силовых устройств на мощных MOSFET с помощью новейших реализаций матричной лаборатории MATLAB R2010a,b с обновленными пакетами расширения Simulink и SimPowerSystem. Автор благодарит корпорацию MathWorks за предоставленные программные продукты и лицензию на них.

В настоящее время разработчики силовых устройств могут строить их на различных компонентах, например диодах, биполярных и полевых транзисторах, тиристорах (обычных и запираемых GTO), биполярных транзисторах с полевым управлением — побисторах и IGBT, силовых модулях и т. д. При этом часто возникает необходимость исследования, тестирования и сравнения различных вариантов силовых устройств, которые обходятся дорого и занимают много времени. В статье показана возможность многовариантного имитационного моделирования силовых устройств на основе последних реализаций матричной системы компьютерной математики MATLAB и пакета блочного имитационного моделирования Simulink.

Статья продолжает цикл в разделе «Школа МATLAB. Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде MATLAB-Simulink». В этом уроке исследуется импульсный инверсный повышающий регулятор постоянного напряжения. Содержание работы, методика ее проведения, параметры элементов, параметры моделирования и представление результатов моделирования аналогичны тем, которые использовались в предыдущих уроках. Подробно рассматриваются теоретические положения и модели, реализующие зависимые алгоритмы управления регулятором. Проанализированы специфические режимы работы при прерывистых токах, которые с успехом могут быть использованы в силовых регуляторах для уменьшения потерь в полупроводниковых элементах.

В статье рассказывается о бесплатных версиях программ расчета дросселя с порошковым сердечником, с помощью которых можно рассчитать основные типы дросселей, использующих сердечники из порошкового железа.

В статье рассматриваются методы моделирования тепловых режимов работы компонентов силовой электроники в среде SolidWorks Flow Simulation, приводятся примеры расчетов.

Данная статья продолжает цикл публикаций в разделе «Школа МATLAB» — «Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде МATLAB–Simulink». На сегодняшнем уроке мы исследуем повышающий импульсный регулятор постоянного напряжения. Содержание работы и методика ее проведения аналогичны тем, которые использовались в предыдущем уроке. Результаты моделирования представлены с помощью программных и инструментальных средств МATLAB. Для создания виртуальной лаборатории используются блоки библиотек Simulink и SimPowerSystems.

В данной статье рассматриваются возможности симулятора LTspice, позволяющего моделировать нелинейную индуктивность двумя способами.

Данная статья продолжает цикл публикаций по разработке методики модельного исследования вторичных источников питания (ВИП) силовых полупроводниковых преобразователей, включенных в замкнутую систему электропривода. В статье рассматривается электропривод, ВИП которого обеспечивает рекуперацию энергии в сеть переменного тока. Для моделирования используются блоки библиотек Simulink и SimPowerSystems (уроки 1–5). Представление результатов моделирования реализуется программными и инструментальными средствами MATLAB (урок 6). Основные характеристики устройств силовой электроники рассмотрены в уроке 7.

Данная статья открывает новый цикл в разделе «ШКОЛА МATLAB» — «Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде MATLAB Simulink». Содержание лабораторных работ и методика их проведения аналогичны тем, которые используются в реальных учебных лабораториях. Результаты моделирования реализуются программными и инструментальными средствами MATLAB. Для моделирования используются блоки библиотек Simulink и SimPowerSystems.

В данной статье рассматриваются вопросы проектирования тиристорного преобразователя повышенной частоты, предназначенного для питания вакуумных индукционных плавильных печей. Исследования выполнены в демо-версии (Evaluation Version) программы схемотехнического моделирования Micro-Cap 9, использующей PSpice-модели силовых элементов преобразователя частоты — тиристоров, диодов и индуктивных катушек. Результаты исследований показали возможность применения несимметричной схемы автономного инвертора в тиристорных преобразователях мощностью 60–160 кВт с выходной частотой 2–8 кГц.

В данной статье, которая является продолжением цикла статей о моделировании систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2, опубликованных в журнале «Силовая электроника» (№ 1, 2 (2004), 2, 4 (2005), 1, 2 (2006)), рассматриваются результаты, полученные авторами в период после выхода журнала «Силовая электроника» № 2 за 2006 год.

Тенденции современного рынка силовой электроники: сокращение сроков проектирования, рост плотности мощности и повышение требований к надежности — делают невозможным процесс разработки без специализированного программного обеспечения. Компьютерные средства анализа режимов работы мощных преобразовательных устройств предлагаются практически всеми основными производителями силовых модулей, но наибольшей популярностью пользуются программы SEMIKRON (SEMISEL), Infineon (IPOSIM), Mitsubishi (MELCOSIM) [1–3]. Данная статья посвящена возможностям новой версии SEMISEL V3.1, которая с недавнего времени появилась на сайте SEMIKRON.

Данная статья начинает цикл публикаций по разработке методики модельного исследования электромагнитных процессов во вторичных источниках питания (ВИП) силовых полупроводниковых преобразователей, включенных в замкнутую систему электропривода. В первой статье рассматривается электропривод постоянного тока с управлением по цепи якоря от широтно-импульсного преобразователя, источником питания которого является трехфазный выпрямитель с емкостным фильтром. Для моделирования используются блоки библиотек Simulink и SimPowerSystems (уроки 1–5). Представление результатов моделирования реализуется программными и инструментальными средствами MATLAB (урок 6).

Предлагаемая статья продолжает цикл публикаций по MATLAB[2–8]. Перед изучением данного материала рекомендуется ознакомиться с основными разделами уроков MATLAB 1–7. В данной статье будет рассмотрено моделирование устройств силовой электроники, в частности - оздание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Цель этого урока — изучение возможностей среды Matlab Simulink в расчете и представлении основных характеристик устройств силовой электроники. Для моделирования используются блоки библиотек Simulink и SimPowerSystems. Расчет и представление результатов моделирования реализуются программными и инструментальными средствами Matlab.

Цель этого урока — знакомство с основными приемами графического представления результатов моделирования устройств силовой электроники. Начиная с данного урока все модели реализованы в новой версии MATLAB 7.2, Simulink 6, SimPowerSystem 3.1. Перед изучением данного материала рекомендуется ознакомиться с основными разделами уроков MATLAB 1–5 [3–7].

Целью формального синтеза ключевых систем силовой электроники, дуальных существующим системам, является перевод «проблем с напряжением» в «проблемы с током» и наоборот. В ряде случаев такой подход может быть оправданным и результативным.

Моделирование влияния преобразователей на сеть в среде системы Design — PSpice.

Сложность коммутационных процессов в силовых транзисторных ключах преобразователей напряжения не позволяет рассчитывать аналитически демпфирующие цепи для этих ключей. В статье рассмотрены примеры расчета номиналов компонентов демпфирующих цепей с применением пакета Pspice.

Несмотря на широкие возможности, предоставляемые современными средствами анализа электронных систем, моделирование схем силовой электроники в ряде случаев встречает существенные затруднения или вообще невозможно. В статье приводятся приемы, позволяющие без внесения существенных погрешностей упростить модели в среде ORCAD 9.2., что гарантирует получение приемлемых конечных результатов.

Цель этого урока — изучение средств виртуального моделирования, используемых для анализа переходных процессов и оценки динамических параметров устройств силовой электроники при использовании блоков библиотек Simulink и SimPowerSystems. Для усвоения материала этого раздела необходимо ознакомиться с материалом уроков MATLAB 1, 2 и 3.

В статье рассмотрена эффективная методология анализа влияния преобразователей на качество электроэнергии, которая поддерживается пакетом программ системы Design — PSpice и позволяет корректно проводить гармонический анализ кривых тока и напряжения в электротехнических комплексах и системах, содержащих силовые полупроводниковые преобразователи, а также выбирать параметры фильтрокомпенсирующих устройств.

Применение пакетов PSpice (многовариантного анализа) и PSpice Optimizer системы OrCAD позволяет в ряде случаев существенно облегчить схемотехническое проектирование электронных устройств, в том числе ключевых источников питания. В статье рассмотрен пример использования пакетов MathCAD, PSpice и PSpice Optimizer для расчета номиналов компонентов схемы управления ключевого стабилизатора напряжения.

Определение функциональных зависимостей между опциями hmax, RELTOL, ITL4, предложенное в данной статье, позволяет существенно расширить область функционирования OrCAD без проблемы неустойчивости численных методов. На базе этих функциональных зависимостей построен алгоритм вычисления набора опций — hmax, RELTOL, ITL4, позволяющего обеспечить устойчивый процесс моделирования на временном диапазоне от 0 до TSTOP. Разработана процедура, увеличивающая быстродействие работы OrCAD за счет рационального определения опций ABSTOL, VNTOL, CHGTOL по вычисленному значению опции RELTOL, а также приведены примеры использования алгоритма и процедуры и составлены таблицы, определяющие взаимосвязь опций hmax, RELTOL, ITL4 для заданного времени TSTOP. Алгоритм и процедура могут быть реализованы: 1) при работе с существующими версиями OrCAD на этапе задания настроек моделирования; 2) при разработке последующих версий OrCAD с автоматическим исключением Convergence Problem.

Цель третьего урока — изучение особенностей построения, настройки и отладки виртуальных моделей устройств силовой электроники с использованием блоков, представляющих собой полупроводниковые ключевые элементы. Для усвоения материала в этом разделе необходимо ознакомиться с содержанием уроков 1 и 2.

MELCOSIM — программа для расчета потерь и нагрева силовых модулей, незаменимая при разработке преобразовательной техники на базе продукции Mitsubishi Electric. Первая версия программы была выпущена этой японской корпорацией в 2004 году. С тех пор программа постоянно совершенствовалась, в нее добавлялись новые возможности и более детальная информация о продукции. Благодаря этому программному обеспечению разработчик может эффективно анализировать работу силовых модулей, что сокращает время, затрачиваемое на проектирование. Данная статья описывает особенности программы MELCOSIM и принципы ее использования на примере анализа работы модуля IGBT CM100DY-24A.

После публикации в нашем журнале серии статей, посвященных вопросам моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD, авторы получили ряд вопросительных откликов на эти статьи. Вопросы, которые задают авторы писем, являются, на наш взгляд, методологическими и заслуживают обсуждения на страницах журнала. Ответы на некоторые из них не могут быть однозначными, поэтому настоящая статья носит дискуссионный характер.

Моделирование влияния преобразователей на сеть в среде системы Design - PSpice.

Моделирование влияния преобразователей на сеть в среде системы Design — PSpice. Продолжение.

В данной статье, продолжающей цикла статей, опубликованных в журнале «Силовая электроника» № 1, 2’2004; 2, 4’2005, рассматриваются вопросы, связанные с ограничениями, которые накладываются на модель в среде OrCAD в связи с одновременным учетом «быстрых» и «медленных» процессов и точностью задания временных интервалов и отображения осциллограмм, а также описывается ряд источников питания из библиотеки Source.lib и приемы их использования.

В данной статье реализуется описание магнитокоммутационной электрической машины в терминах теории цепей с учетом силового полупроводникового преобразователя, питающего машину, и алгоритма его управления. В совокупности такое устройство является мехатронным устройством (МУ). В статье осуществлен анализ переходных и установившихся процессов в данном МУ, а также синтезированы регуляторы, придающие данному устройству заданные динамические характеристики. Все исследования проведены на базе пакета Matlab-Simulink и его расширений.

Любой разработчик силовой электроники знает, насколько сложным является этап выбора компонентов для силового каскада и расчета режимов их работы. Сложность выбора компонента заключается в том, что желательно максимально использовать его мощностные характеристики и при этом не выйти за пределы области безопасной работы. Специализированное программное обеспечение MATLAB, позволяющее упростить процесс выбора и расчета электрических и тепловых режимов, сейчас предлагается многими ведущими производителями силовых модулей [1]. Программа SemiSel, разработанная специалистами компании SEMIKRON, решает эту задачу наиболее полно и с ней хорошо знакомы многие российские специалисты, работающие в области силовой электроники. Однако мало кто знает, что SEMIKRON предлагает целый ряд других интересных и полезных программных продуктов, призванных облегчить процесс проектирования.

Любой разработчик знает, насколько сложным является этап выбора компонентов для силового каскада и расчета режимов их работы. Сложность выбора компонента заключается в том, что желательно максимально использовать его мощностные характеристики и при этом не выйти за пределы области безопасной работы. Специализированное программное обеспечение, позволяющее упростить процесс выбора и расчета электрических и тепловых режимов, сейчас предлагается многими ведущими производителями силовых модулей [1]. Программа SemiSel, разработанная специалистами компании SEMIKRON, решает эту задачу наиболее полно и с ней хорошо знакомы многие российские специалисты, работающие в области силовой электроники. Однако мало кто знает, что SEMIKRON предлагает целый ряд других интересных и полезных программных продуктов, призванных облегчить процесс проектирования.

В статье приводится упрощенная методика получения в символьном виде передаточной функции противопомехового фильтра (ППФ), подключаемого на вход преобразователя напряжения и предназначенного для обеспечения требований по его электромагнитной совместимости (ЭМС) с питающей сетью. Подобные фильтры имеют довольно сложную схему, состоящую из пяти и более реактивных элементов, что вызывает определенные трудности при анализе дифференциальных уравнений токов и напряжений в цепи высокого порядка. Сложности вычислений возникают на этапе составления уравнений цепи и нарастают при получении передаточной функции и построении частотных характеристик. Для упрощения анализа при сохранении требуемой точности и обеспечении корректности математических моделей фильтра предлагается автоматизировать процесс вычисления путем применения таких программных продуктов, как MATLAB и MAPLE.

Моделирование влияния преобразователей на сеть в среде системы Design – PSpice.

Опыт моделирования систем силовой электроники в среде 0RCAD 9.2. Часть VI

Данная статья посвящена возможностям интерфейса PSpice SLPS, позволяющего объединить схемотехническое моделирование в программе OrCAD c функциональным моделированием в программе MATLAB/Simulink.

Имеющиеся в библиотеках программы PSPICE параметры встроенной модели IGBT-транзисторов недостаточно точно описывают справочные характеристики. Определение параметров встроенной модели при помощи программы PSPICE Model Editor также не дает удовлетворительных результатов. Поэтому используется известная составная модель IGBT-транзистора как комбинации МДП и биполярного p-n-p транзисторов. Цель данной статьи — более точное определение параметров этой модели по справочным характеристикам как при помощи универсальной математической системы MathCad, так и при помощи программы параметрической оптимизации PSPICE Optimizer.

Статья является продолжением статей «Опыт моделирования систем силовой электроники в среде ORCAD 9.2», опубликованных в журнале «Силовая Электроника» № 1, 2 за 2004 год.

Предлагаемая статья продолжает цикл публикаций, начатый в предыдущем выпуске приложения. Цель второго урока — знакомство с основными разделами библиотеки SimPowerSystems и с азами построения и отладки функциональных и виртуальных моделей устройств и систем силовой электроники. Перед изучением данного материала рекомендуется ознакомиться с основными разделами урока 1.

Задача выбора типа схемы управления силовым модулем не столь проста, как это может показаться на первый взгляд. Проблема еще больше усложняется при необходимости управления параллельным соединением силовых модулей или при работе на высокой частоте, когда существенно возрастает мощность, рассеиваемая драйвером. Новая программа DriverSel, разработанная компанией SEMIKRON, предназначена для оказания помощи в выборе драйвера при заданных режимах работы.

Предложена методика определения параметров PSpice-модели магнитного сердечника, позволяющая более точно определить эти параметры по справочным характеристикам. Предложены две модификации PSpice-модели для учета частотных свойств магнитных материалов с помощью постоянного и нелинейного сопротивлений. Дана методика определения параметров этих моделей.

Предлагаемая статья открывает цикл публикаций «Школа MATLAB». В статье рассмотрены основные инструментарии Simulink — пакета, необходимого для моделирования систем управления устройств силовой электроники.

Статья «Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2», опубликованная в первом номере «Силовой Электроники», заканчивалась разделом «О конвергенции и достоверности получения результатов при моделировании в среде OrCAD 9.2». Предлагаемый вниманию читателя новый материал продолжит эту тему.

Среда моделирования OrCAD 9.2 является мощным средством исследования электронных систем и, в частности, систем силовой электроники, опытом моделирования которых хотели бы поделиться авторы в данной статье.


Полевые транзисторы схемы замещения Полевые транзисторы схемы замещения Полевые транзисторы схемы замещения Полевые транзисторы схемы замещения Полевые транзисторы схемы замещения

Похожие статьи:




Мягкие игрушки из носок своими руками выкройки 7




Программа по подбору прическа и макияжа на фото 8




Кружево крючком розы филейное вязание




Поздравление с днём рождения спортивной женщине




Подушку в детский сад своими руками