2.2.3 Запираемые тиристоры, транзисторы и двунаправленные переключатели

Управляемые ключи в режиме переключения, за исключением биполярного плоскостного транзистора (БПТ) и полевого p-МОП-транзистора, включаются при высоком напряжении управления (когда к управляющему электроду подведено напряжение 1 В и выше) и переключатель смещен положительно (напряжение эмиттер-коллектор или сток-исток положительно). Они выключаются, когда напряжение управления мало, или другими словами, ток стремится к нулю. Что касается pnp БПТ и p-МОП транзистора, то переключатели включаются при низком напряжении управления и переключатели смещены отрицательно (напряжение эмиттер-коллектор или сток-исток отрицательно).

Переключатель GTO – это симметричное устройство, как с прямой, так и с обратной блокировкой. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) или MOSFET состоит из активного переключателя с встречно-параллельным диодом.

Двунаправленный переключатель (SSWI) проводит ток в обоих направлениях. Он включен при высоком напряжении управления и выключен - при низком, независимо от состояния напряжения смещения.

Следует отметить, что в отличие от реальных условий модель БПТ в PSIM может блокировать обратное напряжение (то есть он работает как GTO). Это устройство управляется сигналом напряжения управляющего электрода, а не током.

Рисунок:

Характеристики:

Параметры	Описание
Initial Position	Флаг начального положения переключателя. Для MOSFET и IGBT, этим символом обозначен активный переключатель, а не встречно-параллельный диод
Current Flag	Флаг тока переключения. Для MOSFET и IGBT на экране будет отображаться ток, проходящий через весь модуль (активный переключатель с диодом)

Переключатель может управляться либо с помощью управляющего блока (GATING), либо при помощи контроллера. Они должны присоединяться к узлу управляющего электрода. Ниже приведен пример управления переключением MOSFET.

Примеры: Управление переключением MOSFET

В схеме расположенной слева присутствует управляющий блок, а в следующей используется двухпозиционный регулятор переключения (см. Раздел 4.5.1). Управляющий сигнал определяется выходными данными схемы сравнения.

Пример: Управление npn биполярным транзистором

В первой схеме используется управляющий блок, а во второй - двухпозиционный регулятор переключения.

Далее следует другой пример управления БПТ. Схема, расположенная слева показывает, как БПТ управляется в реальных условиях. В данном случае к схеме управления на транзисторах приложено через трансформатор напряжение VB, а базовый ток определяет проводящее состояние транзистора.

Такую цепь можно смоделировать и воспроизвести в PSIM, как показано на схеме справа. Диод с падением напряжения при прямой проводимости 0,7В, используется для моделирования p-n-перехода между базой и эмиттером. Если базовый ток > 0 (или определенное пороговое значение, при котором базовый ток может быть сравним с источником постоянного тока), то выходная схема сравнения будет равна 1. И через двухпозиционный регулятор переключения на базу транзистора поступит импульс.