[发明专利]一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法

权利要求书

1.一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：对变换器中的eGaN HEMT和二极管进行线性化的处理；

S1.1：确定模型中所需的非线性参数，具体为eGaN HEMT和二极管的结电容以及通道电流；

S1.2：从半导体器件的数据表中获得非线性参数与电压之间的变化曲线；

S1.3：从变化曲线中提取若干采样点，将电压小于等于零时的eGaN HEMT的结电容C_oss和二极管的结电容C_J设为无穷大，将采样点的数据以及对应的电压导入MATLAB；

S1.4：使用MATLAB曲线拟合工具箱对若干采样点进行拟合，得到近似的拟合曲线；

S1.5：采用多种高斯函数和多重多项式叠加的方式表示非线性参数与电压之间的函数关系；

S1.6：得到开关切换过程中线性化的eGaN HEMT和二极管模型；

S2：统计变换器中的总变量的数量，对部分参数进行优化处理并建模；

S2.1：确定开关过程中变换器的变量类型；

S2.2：确定开关过程中变换器的总体变量数量；

S2.3：考虑到其他寄生参数，采用回路电流法对部分变量进行化简；

S2.4：确定变换器拓扑的环路数量；

S2.5：具体的化简方法以及环路电流大小的确定方法；

S2.6：得到最终变换器建模所需的总体变量数量以及电流电压微分方程的个数；

S2.7：采用单个微分方程组的形式对变换器开关过程进行建模；

S2.8：当开关切换过程完成时，对振铃阶段进行建模；

S3：使用MATLAB对微分方程模型进行求解，依据求解的结果选择最佳的驱动电阻；

S3.1：对微分方程中的部分常数进行求解，可通过根据占空比进行计算或者仿真的形式；

S3.2：将微分方程写入MATLAB求解程序中，设置初值；

S3.3：对开关切换阶段以及振铃阶段的微分方程组进行求解，当开关切换过程完成后，处于关断状态的器件将进入振铃阶段，处于开通状态的器件的端电压将恒定为零；

S3.4：得到微分方程组的求解结果，画出求解结果的曲线图，根据实验结果进行比对，验证此方法的可行性；

S3.5：根据分析结果选择合理的驱动电阻，避免驱动的过电压以及误开通问题；

S3.6：对比所选择的最佳驱动电阻与最佳效率时的电阻，验证此方法有益于变换器整体效率。

2.根据权利要求1所述的一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法，其特征在于，S1.5和S1.6具体为：

eGaN HEMT以及二极管的等效模型是结电容和电压控制电流源的组合，采用高斯函数对eGaN HEMT的通道电流i_ch以及二极管的通道电流i_F进行全x轴的曲线拟合，将电流的大小定义为连续且可导的函数：i_ch＝f(v_gs)以及i_F＝f(v_D)，进一步地，不需要将eGaN HEMT的栅源电压v_gs和导通阈值电压的大小关系，以及二极管端电压v_D和正向导通阈值端电压的大小关系作为区分不同的模态的条件进行多模态分析。

3.根据权利要求1所述的一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法，其特征在于，S2.5具体为：

选取回路时将电感置于单独的回路中，其他回路电流的大小等于处于此单个回路中的半导体器件的电流大小。