一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型及建模方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型及建模方法，包括非线性电容子结构C

【技术实现步骤摘要】
一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型及建模方法


[0001]本专利技术属于工业控制计算机及系统制造领域，具体涉及一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型及建模方法。

技术介绍

[0002]IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是现代电力电子技术中常用的功率半导体器件，建立一个能够精确表征不同工况下IGBT电压电流特性的仿真模型，有助于改进IGBT结构、指导电力电子电路设计。近年来，有关IGBT建模的文章层出不穷。其中，IGBT集总电荷模型是一种基于物理原理的功率半导体模型，它不仅可以表征器件端口的电气特性，而且能描述内部载流子的传输过程。同时，利用集总电荷的思想，将原本需要求解的二阶偏微分方程简化为离散形式，模型复杂度大大降低。因此，该模型在表征精度与模型复杂度之间取得良好的折中，使得该模型有广阔的应用于研究价值。
[0003]目前的IGBT集总电荷模型的优化方法都是针对宽基区内载流子分布的表征精度的提高，而非线性电容部分仍采用偏离物理含义的近似表达式，大大限制了IGBT集总电荷模型在瞬态过程中的表征精度。<br/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型，其特征在于，包括在IGBT集总电荷模型的MOS部分的三个端口间两两并联的非线性电容子结构，分别为非线性电容子结构C
ce
、非线性电容子结构C
gc
和非线性电容子结构C
ge
；所述非线性电容子结构C
ce
的一端与集总电荷模型中MOS部分的漏极连接，另一端与集总电荷模型中MOS部分的源极连接，所述非线性电容子结构C
gc
的一端与集总电荷模型中MOS部分的漏极连接，另一端与集总电荷模型中MOS部分的栅极连接，所述非线性电容子结构C
ge
的一端与集总电荷模型中MOS部分的栅极连接，另一端与集总电荷模型中MOS部分的源极连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型，其特征在于，所述非线性电容子结构采用函数型子结构、查找表型子结构或者二者的混合型子结构。3.根据权利要求2所述的一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型，其特征在于，所述函数型子结构包括定值电容C0，定值电容C0的一端连接至非线性受控电压源E0的负极，另一端连接非线性受控电流源G0的一端，非线性受控电流源G0的另一端与非线性受控电压源E0的正极相连，此时，非线性受控电流源G0的值设置为：其中，f
c_nonliear
为表征非线性电容容值的连续函数，I(E0)表示非线性受控电压源E0所在回路的电流。4.根据权利要求3所述的一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型，其特征在于，所述查找表型子结构在函数型子结构的基础上，包含一个单输入单输出的电压型查找表，输入电压为V(1+,1
‑
)，输出电压为V(fi,0)，此时，非线性受控电流源G0的值设置为：5.根据权利要求4所述的一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型，其特征在于，所述混合型子结构中，非线性受控电流源G0的值设置为：6.根据权利要求5所述的一种适用于IGBT集总电荷模型的非线性电容模型，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王来利，吴宇薇，王见鹏，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：