Моделирование схем с управляемыми ключами

Ключи, управляемые напряжением и током достаточно широко могут применяться при моделировании систем силовой электроники. В качестве примера такой модели приведем модель псевдоиде-ального диода, построенную на основе ключа SBreak (см. разд. 2.1.4). По умолчанию ключ характеризуется следующими значениями своих параметров: сопротивление ключа в открытом состоянии, /?()N — 1 Ом, сопротивление ключа в закрытом состоянии, /?OFF — 1 МОм. Кроме этого, в [8] рекомендуется, чтобы отношение /?Off/^on не превосходило по величине значение 1/GMIN (величина, обратная проводимости ветви, значение по умолчанию 1012). В ряде случаев требуется моделировать ключ, в котором соотношение сопротивлений закрытого и открытого состояний превосходит 1/GMIN. В случае, если возникает необходимость работы с ключом, для которого R^/R^ превосходит значение 1/GM1N, предлагается использовать ключ на базе ключа

Управляемый ключ с возможностью расширения /?off/^on

Рис. 3.13. Управляемый ключ с возможностью расширения /?off/^on

управляемого током (или напряжением), в исполнительную цепь которого по

следовательно включается положительное или отрицательное сопротивление.

Схема такого ключа приведена на рис. 3.13.

Поясним работу данного ключа на примере.

Пример.

Пусть требуется получить ключ с нулевым значением сопротивления в открытом состоянии и с сопротивлением в закрытом состоянии —106. Такой ключ может быть получен при значении величины сопротивления R=— 1 Ом.

В самом деле, результирующее сопротивление вновь построенного ключа в открытом состоянии равно 7?qNI = +1 Ом — 1 Ом = 0. При этом сохраняется значения /?ох и R<)FF, принятые по умолчанию.

Проиллюстрируем работу штатного ключа SBreak для схемы, приведенной на рис. 3.14.

V1=0

V2=2

TD=50m

TR=1h

TF=1h

PW=50m

PER=100m

SBREAK1

Sbreak

Схема при работе штатного ключа

Рис. 3.14. Схема при работе штатного ключа

Схема состоит из источника постоянного напряжения VI, нагруженного на последовательно включенные сопротивления R.1 и R2. В момент времени TD = 50 миллисекунд сопротивление R2 необходимо закоротить ключом с внутренним сопротивлением в открытом состоянии равном нулю, а в закрытом состоянии равном I06. Ключ S Break с параметрами открытого и закрытого сопротивления по умолчанию обеспечивает работу схемы, так как показано на рис. 3.15.

Осциллограммы работы схемы при использовании ключа SBreak с параметрами открытого и закрытого сопротивления по умолчанию

Рис. 3.15. Осциллограммы работы схемы при использовании ключа SBreak с параметрами открытого и закрытого сопротивления по умолчанию

На рис. 3.15 благодаря тому, что величина сопротивления R2 равна сопротивлению ключа в открытом состоянии, ток через сопротивление R1 при замыкании ключа становится равным 66,66 А, а не 100 А, что было бы достиг

нуто при внутреннем сопротивлении ключа в открытом состоянии равном

нулю.

Схема при работе вновь полученного ключа

Рис. 3.16. Схема при работе вновь полученного ключа

ного ключа равном (/?3 +

На рис. 3.16 повторена схема, приведенная на рис. 3.14. При этом используется вновь построенный ключ. Очевидно, что погрешность, внесенная сопротивлением —1 Ом в состояние, когда ключ находится в закрытом состоянии, пренебрежимо мала.

На рис. 3.17 приведены осциллограммы, поясняющие работу схемы (рис. 3.16).

Очевидно, что комбинация стандартного ключа SBreak с добавленным в коммутируемую цепь сопротивлением — 1 Ом решает поставленную задачу с высокой точностью.

Понятно, что величина добавленного сопротивления может быть как отрицательной, так и положительной, что обеспечит реализацию ключа на базе стандартного ключа SBreak при внутренних сопротивлениях этого ключа, принятых по умолчанию и внутреннем сопротивлении вновь построен-

1) Ом. Величина /?3 выбирается из условий обеспече

ния требуемого внутреннего сопротивления ключа в открытом состоянии и

допустимой погрешности, вносимой в сопротивление ключа в закрытом со

стоянии.

Осциллограммы работы схемы при использовании вновь полученного ключа

Рис. 3.17. Осциллограммы работы схемы при использовании вновь полученного ключа

Данный прием с успехом может быть применен при работе с ключами Sw_tClose и Sw_tOpen из библиотеки anl_misc.lib.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >