simulink中detailed thyristor和thyristor的区别（针对latching current和turn-off time的对比仿真）

在simulink的simscape库下的电气元件中，有晶闸管（thyristor）和精细晶闸管（detailed thyristor）两种器件，在simulink中两个器件性能相似，只有在特定的情况之下才会体现出不同来。

不同之处

普通晶闸管与精细晶闸管相同之处是在导通时，都等效为电阻与电感串联模型；
区别是：
从参数设置上看，精细晶闸管参数多，相比于普通晶闸管多了latching current（擎柱电流）和turn-off time（恢复时间）两个变量。而这两个变量普通晶闸管的设置是默认为0的（这个可以在器件的help文档里面找到）

擎柱电流

擎住电流描述的是晶闸管刚从阻断（高阻）状态转变到导通（低阻）状态并移去触发信号之后，能维持通态所需的最小电流（IL）；需要设计的仿真是晶闸管从阻断到导通之后，移去了触发信号，能维持通态的最小电流，若电流大于该值，则恢复为阻断状态。

在实际的仿真过程中发现，要使得设置的擎住电流和关断时间有效，需要将powergui模块中的disable ideal switching选项选中，分析是因为默认的开关过程是理想的，就会忽略开通时擎住电流的作用了。

设计了脉冲电路进行验证，其中，电路拓扑如下，两个支路只有晶闸管不同，共用一个脉冲发生电容和使用了相同的电阻。在参数设置中，在原有默认变量的基础上，只修改了detailed thyristor中的latching current为0.1A。触发为单脉冲触发，脉冲宽度为0.001s，无延时。

那么，看一下两个电路的仿真结果，先看晶闸管的流过的电流：两个电流曲线中，蓝色为精细的，红色的为普通的。可以看出，红色的电流脉冲正常，属于正常导通，蓝色的电流上升了一段时间电流以后，电流下降为0，属于未导通，原因是在0.001s时，脉冲停止，那么对于精细晶闸管，就要电流大于擎住电流才能导通，设置中擎柱电流为0.1A，不满足条件，则晶闸管不导通。

再看两个晶闸管的电压曲线：
其中为精细晶闸管的电压曲线，可以看出，该晶闸管未导通，一直承压，而普通晶闸管正常导通。

关断时间

关断时间：恢复晶闸管电压阻断能力所需要的最小电路换流反压时间。
在help文件中，这样描述晶闸管器件的关断条件：当器件中流动的电流变为0 (Iak = 0)并且阳极和阴极之间出现负电压至少一段等于关断时间Tq的时间时，晶闸管器件关断。如果器件两端的电压在小于Tq的时间内变为正值，即使栅极信号为低电平(g = 0)且阳极电流小于擎住电流，器件也会自动开启。

在仿真中设置精细晶闸管的关断时间为默认值80us，常规晶闸管的关断时间为us级，这项参数应该适用于晶闸管整流电路中。若晶闸管在一次脉冲之后撤掉短脉冲，在交流电压反压时，晶闸管由于承反压而关断，而在晶闸管设置了关断时间后，要在晶闸管承受不小于关断时间Tq时间的电压后，才能成功关断，否则晶闸管继续导通。建立了如下的仿真模型，其中上面为精细晶闸管，下面为普通晶闸管。电流源为10000Hz的交流电压源，脉冲为延时0.00002s的短脉冲。
来看一下仿真结果：

从精细晶闸管的仿真结果中可以看出，在短脉冲结束后，晶闸管继续导通一段时间后，电流降为0，而电压从脉冲开始时下降。在仿真中发现关断时间是从晶闸管电压开始下降的点开始计算的（若晶闸管电感、电容足够小，则脉冲起始点也是脉电压下降点）。由于反压时间小于设置的关断时间，则晶闸管不关断，在下一个正向电压到来时，晶闸管还可以导通。

对比普通晶闸管的仿真结果如下
可见，在一次正向电流结束后，电流逐渐变为0，由于普通晶闸管的关断时间默认为0，则晶闸管只要承受大于0秒的反压就可以关断。也就是反压立即关断。

到这里，就可以很好地说明普通晶闸管和精细晶闸管的区别了，但是关断时间和我当初预计的不一样，在承受不足关断时间的反压之后，晶闸管还可以继续导通，但是只导通一个脉冲，按照分析以及help文件中的关断条件，晶闸管应该不可关断了，除非关掉电源，才能使电流降为0。

经过对比仿真发现，这个关断时间其实是从开始承受反压算起，如果Tq时间后，电压为正，此时可以导通，否则不导通。
假如设置关断时间Tq为200us，那么，在反压开始200us后，电压恰好为正，则晶闸管导通，并只导通一个脉冲周期。
若设置Tq为240us，在电压开始反压240us之后，判断晶闸管承压状态，发现还是反压，那么满足关断条件，则晶闸管关断。
所以要实现晶闸管不关断，还是需要各个条件都合适：
一个是反压时间是否足够；
一个是反压时间后是否为正向电压。
而且最多只会再来一个周期的正向电流。这个设计也是最为接近实际的，如果靠一个脉冲和关断时间特性就可以使晶闸管连续导通，那么晶闸管更不可控了，是不利于控制的。

要使用精细晶闸管的擎住电流和关断时间，需要进行几个设置：
1.将diable ideal switching选中；
2.不能将Lon设置为0；
3.最好将最大仿真步长设置为小于关断时间Tq。

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