2.1.4 Нелинейные элементы

Нелинейную вольт-амперную характеристику имеют четыре типа элементов:

- Сопротивление (NONV) [v = f(i)]

- Сопротивление с дополнительным входом x (NONV_1) [v = f(i,x)]

- Проводимость (NONI) [i = f(v)]

- Проводимость с дополнительным входом x (NONI_1) [i = f(v,x)]

Сигнал на дополнительном входе должен быть напряжением.

Рисунок:

Характеристики:

Для элементов резистивного типа

Параметры	Описание
Выражение f(i) или f(i,x)	Выражение v = f(i) для NONV и v = f(i,x) для NONV_1
Выражение df/di	Производная от напряжения v по току i, то есть df(i)/di
Initial value	Начальное значение электрического тока i
Lower Limit i	Нижний предел электрического тока i
Upper Limit i	Верхний предел электрического тока i

Для элементов с изменяющейся проводимостью

Параметры	Описание
Выражение f(v) или f(v,x)	Выражение i = f(v) для NONI и i = f(v,x) для NONI_1
Выражение df/dv	Производная от тока i по напряжению v, то есть df(v)/dv
Initial value	Начальное значение напряжения v
Lower Limit v	Нижний предел электрического напряжения v
Upper Limit v	Верхний предел электрического напряжения v

Правильно выбранное начальное значение и нижний/верхний пределы приведут к сходимости решения.

Пример: нелинейный элемент-диод:

В модели цепи, приведенной выше, изображен нелинейный элемент NONI -диод. Электрический ток в диоде выражен функцией напряжения:

i = 10-14 * (e 40*v-1).

В PSIM технические требования к нелинейным элементам следующие:

Выражение f(v)	1e-14*(EXP(40*v)-1)
Выражение df/dv	40e-14*EXP(40*v)
Initial value	0
Lower Limit v	-1e3
Upper Limit v	1

2.2 Коммутаторы (ключи)

В PSIM существует два основных режима работы коммутатора:

1. Это режим переключения. Он работает либо в области отсечки, либо в области насыщения.

2. Линейный режим. Может работать как в области отсечки, линейной области, так и в зоне насыщения.

В состав коммутаторов в режиме переключения входит следующее:

- Диод (DIODE) и двунаправленный диод(DIAC)

- Тиристор (THY) и симистор (TRIAC)

- Управляемые ключи:

- запираемый триодный тиристор (GTO)

- npn биполярный плоскостной транзистор (NPN)

- pnp биполярный плоскостной транзистор (PNP)

- биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)

- полевой транзистор со структурой металл-оксид- полупроводник с каналом n-типа (полевой n-МОП-транзистор) (MOSFET) и полевой p-МОП-транзистор (MOSFET_P)

- двунаправленный переключатель (SWWI)

Обозначения в скобках взяты из списка обозначений, используемых в PSIM.

Коммутаторы в PSIM идеальны, поскольку пренебрегают переходными процессами при включении и выключении коммутатора. В открытом состоянии коммутатор имеет сопротивление 10 мкОм, а в закрытом - 10 Мом. Демпфирующие цепи (цепи формирования траектории рабочей точки) для коммутаторов не требуются.

Линейные переключатели состоят из следующих компонентов:

- npn биполярный транзистор (NPN_1)

- pnp биполярный транзистор (PNP_1)