[发明专利]SiC MOSFET短路仿真模型的建立方法

说明书

本发明公开了一种SiC MOSFET短路仿真模型的建立方法，其中，方法包括：获取SiC MOSFET的静态特性、瞬态热阻抗和短路波形；根据瞬态热阻抗建立热模型，并且由热模型和短路波形得到SiC MOSFET短路时的结温特性；根据短路持续时间逐渐增加时的漏源电流波形得到泄漏电流波形和沟道电流波形；根据SiC MOSFET的静态特性和结温特性建立沟道电流模型；根据SiC MOSFET的结温特性建立漏源极泄漏电流模型；根据沟道电流模型和泄漏电流模型得到SiC MOSFET短路仿真模型。本发明实施例可以得到可适用于正常工况和短路情况下的SiC MOSFET仿真模型，进而更好地应用于电力电子电路仿真，为驱动电路的短路保护电路设计提供了指导，降低电路设计成本。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种SiC MOSFET短路仿真模型的建立方法。

背景技术

目前，由于SiC MOSFET的模具面积小，电流密度大，短路耐受时间短，使得对基于SiC MOSFET的变换器设计提出了挑战。然而，现有的电力电子电路仿真SiC MOSFET模型几乎都是基于正常工作条件，而不能正确反映SiC MOSFET的短路行为。因此，为了预测短路条件对功率转换系统的影响，迫切需要一种可用于短路仿真的SiC MOSFET模型，来降低电路设计成本，为故障保护和驱动电路的设计提供指导。

相关技术中，通过短路实验和数值分析，SiC MOSFET的短路性能和失效机制已被研究和分析，并建立了一些物理模型来描述SiC MOSFET在短路条件下的特性。虽然物理模型非常准确，并且能够反映SiC MOSFET的物理运行机制，但由于模型参数多、难以获得，且仿真耗时长，不适用于电力电子电路仿真，亟待解决。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种SiC MOSFET短路仿真模型的建立方法，该方法可以得到可适用于正常工况和短路情况下的SiC MOSFET仿真模型，进而更好地应用于电力电子电路仿真，为驱动电路的短路保护电路设计提供了指导，降低电路设计成本。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种SiC MOSFET短路仿真模型的建立方法，包括以下步骤：获取SiC MOSFET的静态特性、瞬态热阻抗和短路波形；根据所述瞬态热阻抗建立热模型，并且由所述热模型和短路波形得到所述SiC MOSFET短路时的结温特性；根据短路持续时间逐渐增加时的漏源电流波形得到泄漏电流波形和沟道电流波形；根据所述SiC MOSFET的静态特性和结温特性建立沟道电流模型I_ch；根据所述SiC MOSFET的结温特性建立漏源极泄漏电流模型I_lk；根据所述沟道电流模型和所述泄漏电流模型得到SiCMOSFET短路仿真模型。

另外，根据本发明上述实施例的SiC MOSFET短路仿真模型的建立方法还可以具有以下附加的技术特征：

可选地，在本发明的一个实施例中，所述沟道电流模型I_ch的方程为：

其中，

p₁-p₃、q₁-q₃为静态特性参数，f(T_j)是与所述结温特性相关的函数。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述漏源极泄漏电流模型I_lk的方程为：

其中，k₁、k₂和k₃是与所述结温特性相关的待拟合参数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：提取模型参数。