[发明专利]IGBT模块开关暂态模型参数获取方法及模型建立方法

摘要

本发明涉及一种IGBT模块开关暂态模型参数获取方法及模型建立方法，所述参数获取方法包括：绘制IGBT曲线V_ce‑V_ge；根据所述曲线确定等效跨导K和阈值电压V_T；绘制寄生电容特性曲线；根据寄生电容特性曲线确定所述输入电容C_ies、输出电容C_oes和反馈电容C_res；确定IGBT关断过程的拖尾时间，并通过所述拖尾时间确定拖尾时间常数。本发明提供的技术方案避免了求解复杂半导体物理方程或者设计参数提取实验，无需获取器件底层材料参数；模型不仅可以实现电路仿真中IGBT模块各种运行状态，而且可以在纳秒级仿真步长下模拟IGBT模块的电压电流尖峰、拖尾电流、米勒平台、二极管反向恢复等开关暂态特性。

主权项

1.一种IGBT模块开关暂态模型参数获取方法，所述IGBT模块开关暂态模型由电路结构模块和控制参数模块构成；封装后的IGBT模块电路结构模块对外引出G、C、E三个电极与主电路连接，其内部结构由各极间寄生电容、杂散电阻电感、栅极内阻、MOSFET‑BJT压控电流源和反并联二极管电路组成；控制参数模块包括MOSFET‑BJT模块、二极管模块以及寄生电容模块；控制参数模块接受电路结构模块输出参数，根据IGBT模块开关暂态模型建模方法，自定义编程，输出相应参数给电路结构模块；所述IGBT模块开关暂态模型建立方法包括以下步骤：步骤1：建立IGBT开关暂态模型；步骤2：建立二极管反向恢复模型；步骤3：根据步骤1和步骤2所得到的IGBT开关暂态模型和二极管反向恢复模型，将两者按照IGBT模块电路结构连接，添加电路结构模块和控制参数模块，从而建立IGBT模块开关暂态模型；所述二极管模块中，模块输入为二极管电流I_d、仿真时间t、反向恢复电流峰值I_rm和反向恢复电流斜率dif，而输出为二极管反向恢复电流源的电流值I_f；通过内部按照所述步骤2内容自定义编程实现，模拟二极管的反向恢复特性；所述寄生电容模块中，模块输入为集射极电压V_ce、仿真时间t，而模块输出为输入电容C_ies、输出电容C_oes、反馈电容C_res；通过器件手册电容特性曲线自定义编程实现，再按照所述步骤3转化成极间寄生电容C_ge、C_gc和C_ce；其特征在于，所述方法包括：绘制IGBT集射极电压V_ce‑栅射极电压V_ge曲线；根据所述曲线确定等效跨导K和阈值电压V_T；绘制寄生电容特性曲线；根据寄生电容特性曲线确定所述输入电容C_ies、输出电容C_oes和反馈电容C_res；确定IGBT关断过程的拖尾时间，并通过所述拖尾时间确定拖尾时间常数；在所述步骤：绘制IGBT集射极电压V_ce‑栅射极电压V_ge曲线前还包括：绘制IGBT通态电流I_c‑集射极电压V_ce输出特性曲线；在所述输出特性曲线的饱和区内的同一V_ce下，绘制所述集射极电压V_ce‑栅射极电压V_ge曲线；所述等效跨导K和阈值电压V_T分别通过所述集射极电压V_ce‑栅射极电压V_ge曲线的斜率和截距确定；在所述输出特性曲线的线性区的同一V_ce下，绘制Ic/Vce与Vge关系曲线；其中：Ic通态电流、Vce集射极电压、Vge栅射极电压；所述等效跨导K和阈值电压V_T分别通过所述Ic/Vce与Vge关系曲线的斜率和截距确定；其中：I_c通态电流、V_ce集射极电压、V_ge栅射极电压。