Моделирование схемы формирователя управляющих импульсов

Постановка задачи — построить модель формирователя управляющих импульсов, обеспечивающую получение двух последовательностей потенциально развязанных управляющих импульсов, смещенных на 180 градусов электрических. Источник питания формирователя — один. Модель должна позволять:

  • • измерить крутизны фронтов полученных импульсов управления при работе на IGBT транзисторы;
  • • контролировать индукцию в сердечнике трансформатора;
  • • контролировать задержку силовых импульсов, снимаемых с нагрузочных сопротивлений IGBT транзисторов по сравнению с импульсами управления.

Модель, ее особенности и параметры:

напряжение питания формирователя — 15 Вольт;

применяемые в формирователе транзисторы — КТ3102, КТ3107;

трансформатор выполнен на кольцевом сердечнике из феррита NM2000 (Петля гистерезиса приведена на рис. 2.2);

модель сердечника строилась по следующим параметрам: AREA = 0,24, PATH = 5,0265, PACK = 1, GAP = 0;

индуктивности рассеяния L5 и L6, приведенные к обмоткам L1 и L2 равны по 3 микрогенри;

силовые 1GBT транзисторы — 1RG4PH50U;

в модели применены диоды КД521 А;

в качестве задающих генераторов используются источники напряжения типа VPULSE;

силовые IGBT транзисторы нагружены на активные сопротивления. Напряжения силовых источников питания — 100 Вольт.

На рис. 8.6 приведена принципиальная схема рассматриваемой модели.

V1 =0

[к]к1

2NM2000

Принципиальная схема формирователя управляющих импульсов

Рис. 8.6. Принципиальная схема формирователя управляющих импульсов

Численные значения параметров элементов приведены на схеме модели (рис. 8.6).

Схема моделировалась при следующих значениях параметров управляющих опций:

RELTOL = 0,001

VNTOL= l,0u

ABSTOL = 1,0р

CHGTOL = 0,01p

GMIN = le-12

ITL4 = 10

STEPGMIN = «Вкл.»

SKIPBP = «Вкл.»

Amax (Maximum Step Size) = 2e-4

TSTOP= 10m

Заданный набор управляющих опций позволяет проводить моделирование с достаточно большим быстродействием и необходимой точностью.

На рис. 8.7 приведены осциллограммы (снизу вверх) индукции в сердечнике, тока через сопротивление R5, напряжения источника V2, тока через сопротивление R3 и напряжения источника V3.

Как видно из рисунка 8.7, кривая индукции имеет симметричный характер и максимальное значение индукции составляет 884 Гаусса, что существенно меньше индукции насыщения для данного сердечника — 3794,8 Гаусса.

На рис. 8.8 приведены совмещенные на одной осциллограмме импульс задающего генератора и импульс тока, снимаемый с нагрузочного сопротивления.

Обработка осциллограмм, приведенных на рис. 8.8 позволила установить, что силовой токовый импульс обладает следующими параметрами:

  • • длительность переднего фронта (измерено на интервале между уровнем 10 % и уровнем 90 %) — 250 наносекунд;
  • • длительность заднего фронта (измерено на интервале между уровнем 10 % и уровнем 90 %) — 384 наносекунды;
  • • задержка переднего фронта (уровень 10 %) — 840 наносекунд;
  • • задержка переднего фронта (уровень 90 %) — 800 наносекунд;

В(К1)

Рис. 8.7. Осциллограммы индукции сердечника трансформатора, токов через нагрузочные

l(R5) V(V2:+,V2:-)

Рис. 8.8. Осциллограммы импульса задающего генератора и импульса тока, снимаемого с нагрузочного сопротивления

  • • задержка заднего фронта (уровень 10 %) — 1070 наносекунд;
  • • задержка заднего фронта (уровень 90 %) — 900 наносекунд.

На рис. 8.9 приведены совмещенные на одной осциллограмме импульс задающего генератора и импульс, подаваемый на затвор IGBT транзистора. Необходимые сопоставительные характеристики легко могут быть сделаны по осциллограммам.

Осциллограммы импульса задающего генератора и импульса управления, подаваемого на затвор IGBT транзистора

Рис. 8.9. Осциллограммы импульса задающего генератора и импульса управления, подаваемого на затвор IGBT транзистора

В данном примере моделирование позволило выявить достаточно высокие функциональные характеристики рассмотренного формирователя импульсов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >