NPC T型脚

概略ブロック図

NPC T タイプ レグの概略ブロック図と対応するスイッチの配置および命名を図 2に示します。

リアルタイム/VHIL シミュレーション用の NPC T タイプ レッグ コンポーネントの重みは 1 です。

コントロール

制御パラメータとしてスイッチごとのデジタル入力を選択すると、ゲートドライブ入力を任意のデジタル入力ピン（1～32（64））に割り当てることができます。たとえば、 S1を1に割り当てると、デジタル入力ピン1はS1スイッチゲートドライブにルーティングされます。さらに、 gate_logicパラメータは、外部コントローラの設計に応じて、アクティブハイ（高レベル入力電圧VIHでスイッチがオン）またはアクティブロー（低レベル入力電圧VILでスイッチがオン）のゲートドライブロジックを選択します。TyphoonSimでは、デジタル信号は内部の仮想IOバスから読み取られます。したがって、デジタル出力1に何らかの信号が送信されると、デジタル入力1に表示されます。

制御パラメータとして「内部変調器」を選択すると、デジタル入力ピンの代わりに内部PWM変調器を使用してコンバータのスイッチを駆動できるようになります。この構成では、3つの追加コンポーネント入力が存在します。En入力はPWM変調器制御の有効化/無効化に使用され、 In1とIn2は内部PWM変調器の参照信号入力として使用されます。In1はPWMチャネル1に供給され、スイッチS1とS3のゲート信号を生成します。一方、 In2はPWMチャネル2に供給され、スイッチS2とS4のゲート信号を生成します。

制御パラメータとして「モデル」を選択すると、信号処理モデルからIGBTゲート駆動信号を直接設定できるようになります。コンポーネントには入力ピンs_ctrlが表示されます。このピンには、4つのゲート駆動信号を[S1、S2、S3、S4]の順序でベクトル入力する必要があります。モデルから制御する場合、ロジックは常にアクティブハイになります。

タイミング

遅延を有効にすると、IGBTのターンオンおよびターンオフ遅延がシミュレーションに含まれます。この機能の詳細については、専用のスイッチング遅延セクションをご覧ください。

PESB最適化

PESB最適化オプションは、特定のコンバータモデルで利用可能です。PESB最適化を有効にすると、すべてのコンバータの短絡状態空間モードが統合され、同じ状態空間モードとして扱われます。例えば、三相コンバータ内の1つのレグが短絡し、PESB最適化が有効になっている場合、三相コンバータ内のすべてのレグも短絡状態になります。この短絡モデリングの簡素化により、マトリックスメモリを大幅に節約できます。

ウィーン整流器の最適化

ウィーン整流器の最適化は、 「モデル最適化」タブの対応するチェックボックスで有効になります。S1およびS4のIGBTは回路から削除され、ダイオードのみが残ります。これにより、一般的にウィーン整流器として知られる三相トポロジーの単脚が形成されます。これにより、タイムスロットの使用率が削減され、より短いシミュレーション時間ステップでモデルを実行できるようになります。

損失計算

損失計算プロパティを有効にすると、コンポーネントはすべてのスイッチング素子 (IGBT およびダイオードまたは MOSFET) のスイッチングおよび伝導電力損失を計算します。 MOSFET スイッチング素子の場合、ダイオード特性は内部 MOSFET ボディ ダイオードを表します。スイッチング電力損失は、3D ルックアップ テーブル (LUT) を使用して、電流、電圧、温度の関数として計算されます。また、損失の 2D 入力テーブルもサポートされています。2D 損失テーブルを挿入すると、電流と温度の依存性のみを想定します。伝導電力損失は、Vt および Vd ルックアップ テーブルを使用して、電流と温度の関数として定義できます。これらの LUT は、1D または 2D のいずれかです。LUT が 1D テーブルの場合、順方向電圧降下は電流のみに依存します。LUT が 2D テーブルの場合、順方向電圧降下のジャンクション温度への依存性が含まれます。

逆電流導通時のMOSFETの場合、MOSFETチャネルと内部ボディダイオード間の電流分担計算が行われます。インポートオプションと、必要なすべての電力損失パラメータを正しく入力する方法については、「電力損失のインポート」セクションを参照してください。

すべてのスイッチは 2 つのグループに分散されており、グループごとに異なる電力損失パラメータを指定できます (S1 と S4 はグループ 1、S2 と S3 はグループ 2)。

IGBTスイッチタイプを両方の損失グループで使用する場合、電力損失の入出力端子は8つの要素を持つベクトルとなります（ベクトル内の各インデックスは1つのスイッチング素子を表します）。スイッチング素子の順序は表1に示されています。

MOSFETスイッチタイプを両方の損失グループで使用する場合、電力損失の入出力端子は4つの要素のベクトルとなります（ベクトル内の各インデックスは1つのスイッチング素子を表します）。スイッチング素子の順序は表2に示されています。

損失グループ1にMOSFETスイッチタイプを使用し、損失グループ2にIGBTスイッチタイプを使用する場合、電力損失の入出力端子は6つの要素を持つベクトルとなります（ベクトル内の各インデックスは1つのスイッチング素子を表します）。スイッチング素子の順序は表3に示されています。

損失グループ1にIGBTスイッチタイプを使用し、損失グループ2にMOSFETスイッチタイプを使用する場合、電力損失の入出力端子は6つの要素を持つベクトルとなります（ベクトル内の各インデックスは1つのスイッチング素子を表します）。スイッチング素子の順序は表4に示されています。

使用可能なマスクのプロパティは次のとおりです。

• 損失グループ- スイッチング要素グループ

• 電流値- スイッチング素子電流軸[A]

• 電圧値- スイッチング素子の電圧軸[V]

• 温度値- スイッチング素子の温度軸 [°C]

• Vtテーブル- スイッチ順方向電圧降下、f(I,T) [V]

• Vdテーブル- ダイオードの順方向電圧降下、f(I,T) [V]

• Et on table out - スイッチのスイッチングオン損失、出力エネルギー、f(I, V, T) [J]

• Et off 表出力- スイッチオフ時の損失、出力エネルギー、f(I, V, T) [J]

• Ed offテーブル出力- ダイオードのスイッチングオフ損失、出力エネルギー、f（I、V、T）[J]

温度計算

温度計算プロパティを有効にすると、コンポーネントはすべてのスイッチング素子（IGBTおよびダイオード）の総合的な電力損失（P_loss）と接合温度（T_junctions）を計算します。総合的な電力損失は、内部生成された熱ネットワークコンポーネントを介して伝達されるスイッチング損失と伝導損失の合計を表します。内部生成された熱ネットワークコンポーネントは、電力損失、入力ケース温度、および指定された熱モデルパラメータから接合温度も計算します。

デジタルエイリアス

コンバータがデジタル入力で制御される場合、コンバータが使用するすべてのデジタル入力にエイリアスが作成されます。デジタル入力エイリアスは、既存のデジタル入力信号と並んで「デジタル入力」リストに表示されます。エイリアスは「Converter_name.Switch_name」のように表示されます。ここで、 「Converter_name」はコンバータのコンポーネント名、 「Switch_name」はコンバータ内の制御可能なスイッチ名です。

ポート

一般（タブ）

• スイッチの制御方法を指定します。スイッチごとのデジタル入力、内部変調器、モデルから選択できます。
• 各コントロールの詳細については、 「コントロール」セクションをご覧ください。

タイミング（タブ）

• 遅延を有効にする
  • TyphoonSimではまだサポートされていないため、この信号はゼロに設定されます。この信号を有効にしても、TyphoonSimのシミュレーションにはまったく影響しません。
  • オン/オフイベントの遅延を有効にする

• 遅延をオンにする
  • イベントをオンにするために適用される遅延を指定します

• 遅延をオフにする
  • イベントをオフにするために適用される遅延を指定します
    • 電流値とそれに対応するターンオフ遅延から構成されるベクトル。すべての電流値には、予想されるターンオフ遅延が続く必要があります。

損失（タブ）

モデルの最適化（タブ）

• PESB最適化
  • PESB最適化はリアルタイムシミュレーションの最適化に特化しており、TyphoonSimには全く適用されません。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションには全く影響しません。
  • PESB最適化を有効/無効にします。詳細については、 PESB最適化のセクションをご覧ください。
• ウィーン整流器の最適化
  • ウィーン整流器最適化はリアルタイムシミュレーションの最適化に特有のものであり、TyphoonSimには全く適用されません。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションには全く影響しません。
  • Vienna整流器の最適化を有効/無効にします。詳細については、 Vienna整流器の最適化に関するセクションを参照してください。
• モデルの複雑さ
  • モデルの複雑度はリアルタイムシミュレーションの最適化に特有のものであり、TyphoonSimには全く適用されません。この値を変更しても、TyphoonSimのシミュレーションには全く影響しません。
  • リソースの最適化を選択した場合、モデルはウィーン整流器の最適化のようになります。
  • フルを選択した場合、モデルは図2のようになります。

特典（タブ）

参考文献

• セミクロン アプリケーションノート AN-11001 (リンク)