بررسي و مقايسه‌ي مدل‌هاي SCR در Spice و MATLAB

Studying and Seeking the SCR Models in Spice and MATLAB

هدف مقاله، بررسي انواع مهم مدل‌هاي Spice موجود براي SCR و مقايسه‌ي آ نها از لحاظ شكل منحني مشخصه و چگونگي كاركرد به‌عنوان مبدل AC به DC و انتخاب مدل مناسب براي كاربرد مورد نظر است. براي بررسي، از مدلي ساده شروع مي‌شود كه بر پايه‌ي عملكرد يك كليد وابسته به ولتاژ كار مي‌كند و مدل‌هاي ارايه‌شده توسط جياكولتو و موهان را دربرمي‌گيرد. همچنين مدل‌هاي به‌كار رفته در نرم‌افزارهاي PSpice، ICAP و MATLAB بررسي خواهندشد. براي همه مدل‌هاي مبتني بر Spice معرفي‌شده، Netlist هايي در PSpice ارايه مي‌شود كه به سادگي مي‌توان مشخصه‌هاي تريستور را در پنجره‌ي تعريف قطعه وارد كرد تا SCR مورد نظر مدل شود. همچنين مدار داخلي در نظرگرفته‌شده براي تريستور در نرم‌افزار PSpice ترسيم شده است تا عملكرد اين زيرمدار پيچيده قابل درك شود. پس از ارزيابي هر مدل و بيان چگونگي كاركرد آن، منحني مشخصه‌ي مدل‌هاي جياكولتو، PSpice، ICAP و MATLAB بررسي شده و يكسوكننده‌ي تك‌فاز تمام موج تمام كنترل شده در قالب اين مدل‌ها و در محيط PSpice و Simulink براساس يك مدار Benchmark شبيه‌سازي مي‌شوند. سرانجام نتايج شبيه‌سازي‌ها مقايسه شده و بهترين مدل از لحاظ شكل منحني مشخصه‌ و چگونگي پاسخگويي به‌عنوان مبدل AC به DC معرفي مي‌شود.

This article studies the various important types of available PSpice models, and compares them in terms of curve characteristics, how to work as an AC to DC convertor, and how to select an appropriate model for the considered application. The study begins with a simple model which works on the basis of a voltage-dependent switch, involving the models offered by Giacoletto and Mohan. Also, the utilized models in PSpice, ICAP and MATLAB have been investigated. For all the models based on the introduced Spice, there are going to be netlists presented in PSpice, which can simply incorporate the thyristor characteristics in the component defining window, in order to modelize the defined SCR. In addition to, the internal circuit has been drawn for the thyristor in PSpice to make the application of this complicated subcircuit realizable. After evaluation of each model and how they function, the curve characteristics of the Giacoletto, PSpice, ICAP and MATLAB have been studied. Then, full controlled one phase full wave rectifier is simulated, on the basis of these models in PSpice, Simulink environment, for a Benchmark circuit. Finally, the simulation results are compared with each other and the best models from the view point of the curve characteristic and the performance of an AC to DC converter have been introduced.