IGBT
实现绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
库
Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Power Electronics
说明
IGBT模块实现了一个可由栅极信号控制的半导体器件。IGBT被模拟为一个电阻Ron、电感Lon和一个直流电压源Vf与一个由逻辑信号（g > 0 或 g = 0）控制的开关串联的组合。
当集电极-发射极电压为正且大于Vf，并且在栅极输入端施加正信号（g > 0）时，IGBT导通。当集电极-发射极电压为正，并且在栅极输入端施加0信号（g = 0）时，IGBT关断。
当集电极-发射极电压为负时，IGBT器件处于关断状态。请注意，许多商用IGBT不具备反向阻断能力。因此，它们通常与一个反并联二极管一起使用。
IGBT模块包含一个串联的Rs-Cs缓冲电路，该电路与IGBT器件并联（连接在端子C和E之间）。
IGBT模型的关断特性由两段近似。当栅极信号下降到0时，集电极电流在下降时间（Tf）内从Imax下降到0.1 Imax，然后在拖尾时间（Tt）内从0.1 Imax下降到0。
参数
电阻 Ron
内阻Ron，单位为欧姆（Ω）。默认值为 0.001。当电感 Lon参数设置为0时，电阻 Ron参数不能设置为 0。
电感 Lon
内电感Lon，单位为亨利（H）。默认值为 0。除非电阻 Ron参数设置为 0，否则电感 Lon参数通常设置为 0。
正向电压 Vf
IGBT器件的正向电压，单位为伏特（V）。默认值为 1。
初始电流 Ic
可以指定流过IGBT的初始电流。默认值为 0。通常将其设置为 0，以便在器件关断状态下开始仿真。如果初始电流 Ic参数设置为大于 0 的值，则稳态计算会将IGBT的初始状态视为闭合。初始化电力电子变换器的所有状态是一项复杂的任务。因此，此选项仅对简单电路有用。
缓冲电阻 Rs
缓冲电阻，单位为欧姆（Ω）。默认值为 1e5。将缓冲电阻 Rs参数设置为 inf 可从模型中移除缓冲电路。
缓冲电容 Cs
缓冲电容，单位为法拉（F）。默认值为 inf。将缓冲电容 Cs参数设置为 0 可移除缓冲电路，或设置为 inf 可获得电阻性缓冲电路。
显示测量端口
如果选中，则为模块添加一个Simulink输出，返回IGBT的电流和电压。默认已选中。
输入和输出
g
用于控制IGBT开通和关断的Simulink信号。
m
该模块的Simulink输出是一个包含两个信号的向量。可以使用Simulink库中提供的总线选择器模块对这些信号进行解复用。
| 信号 | 定义 | 单位 |
|---|---|---|
| 1 | IGBT电流 | A |
| 2 | IGBT电压 | V |
假设和限制
IGBT模块实现了真实IGBT器件的宏模型。它没有考虑器件的几何结构或复杂的物理过程[1]。
根据电感Lon的值，IGBT被建模为电流源（Lon > 0）或可变拓扑电路（Lon = 0）。除非其缓冲电路被使用，否则IGBT模块不能与电感器、电流源或开路串联连接。
如果选择对电路进行离散化，则电感Lon将被强制设置为0。
示例
power_igbtconv 示例说明了IGBT模块在升压DC-DC变换器中的使用。IGBT以10 kHz的频率开通和关断，以将能量从直流电源传输到负载（RC）。平均输出电压（V）是IGBT开关占空比（α）的函数：
参考文献
[1] Mohan, N., T.M. Undeland, and W.P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1995.
另请参阅
GTO, Mosfet, Three-Level Bridge, Thyristor
版本历史记录
在R2006a之前引入