PSIM提供的理想开关非常适合大多数仿真,但当需要细节时,您需要一个接近实际的非理想开关模型。
虽然您的设计工作并不总是需要实际的开关转换,但当您需要仿真电压过冲、电磁干扰、EMI 滤波器设计和其他瞬态相互作用时,就能体会到“生产工具”和意义不大的“原理工具”之间的区别。PSIM作为一个强大的生产工具,可以为您提供接近实际的非理想开关仿真。
采用非理想开关模型,可用于了解:
· 电压过冲
· 电磁干扰
· 效率
· 栅极驱动要求
· 长电缆中的相互作用
· 与寄生电感器和电容器之间的其他高频相互作用
当您的仿真中包含非理想开关模型时,您需要确保仿真结果与实际接近。此外,由于添加了许多小的寄生电感和寄生电容值,可能会产生高频振铃,导致数值结算不稳定,利用PSIM强大的求解引擎,可以帮助您轻松解决上述问题。
我们建议在大多数仿真中使用理想开关,但当需要分析电压过冲、米勒电容耦合、缓冲器设计、开关损耗以及与整个电路中寄生电感器和电容器的相互作用时,就需要在电源变换器中考虑实际开关转换的细节。非理想开关在开通/关断瞬间还具有真实的dv/dt和di/dt,这对于正确分析长电缆中的瞬变至关重要。
我们提供了几个选项来模拟具有不同精度级别的非理想转换。PSIM提供2级开关模型,可提供与SPICE模型相当的开关转换,该模型的收敛性和数值稳定性很高,模型类别包括Si MOSFET,SiC和GaN FETS和IGBT。PSIM还具有一个模拟反向恢复的2级二极管模型。需要注意使用PSIM 2级模型需要适当的栅极驱动电路。
此外,您可以从PSIM链接到LTspice,并直接使用元器件厂商提供的SPICE模型。
效率是任何变换器设计始终都需要解决的关键问题,而损耗的主要来源是开关状态的变化。开关的两种损耗类型是导通损耗和开关损耗。电流、电压、开关速度、结温和栅极驱动都是影响损耗的因素。
设计人员需要解决以下问题:
· 确保器件工作在安全工作域以内
· 比较不同器件和工作条件下的损耗
· 确定散热器要求
· 计算效率
开关损耗对于仿真工具来说可能是一个难以解决的问题。为了正确仿真开关损耗,需要精确的非理想开关转换,这可能需要纳秒或更短的时间步长才能正确求解。如果您想查看PFC在60Hz基波下的一个周期的损耗,仿真非常小的时间步也可能不适用,并且需要运行很长时间。
PSIM具有特殊的热模型,可将开关转换视为理想状态,然后根据查找表计算损耗,同时考虑:开关两端的电压、通过开关的电流、结温和栅极驱动电路。这些开关器件的热模型与真实的器件损耗高度一致,而只需要很小的计算量即可完成整个仿真过程。
对于效率计算,虽然热模型可以提供良好的估计值,但建议使用 PSIM 2 级模型进行实际的器件转换仿真,因为可以提供更好的精度。
PSIM热模型包括:IGBT,MOSFET,宽禁带(SiC和GaN)FET,二极管,电感器以及磁芯和绕组损耗。
PSIM 2 级模型类型包括:所有FET、IGBT、二极管
真正的产品需要通过EMI认证。EMI认证有两个组成部分:辐射和传导发射。我们可以帮助您研究和减少传导发射。研究传导EMI需要具有用于差模和共模噪声的必要寄生元件以及实际的开关转换过程。
PSIM 2 级模型可以提供真实的开关转换,并且可以在电路中添加寄生元件。然而,由于接地寄生电容、导线电感值和类似的寄生元件通常非常小,这些小数值会导致仿真过程困难且非常缓慢。PSIM强大的求解引擎和良好的鲁棒性可以帮助您轻松应对数值求解过程中的收敛问题。
利用我们的 EMI 设计套件:
· 测量共模和差模噪声
· 与相应的 FCC、CSPR、MIL 或其他标准叠加并进行比较
· 自动生成滤波器以减小噪音
电路仿真与电子产品可靠性
灵敏度、应力、容差、故障模式与影响