【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子宽禁带功率器件应用，具体涉及一种基于动态电荷的功率器件瞬态分析模型建模方法。
技术介绍
1、近年来，宽禁带半导体材料氮化镓(gan)以其高电子迁移率、高热导率、低介电常数等优势，已经成为高频大功率微波器件和系统的研究热点。由于这些材料优势，与具有同等电压和电流能力的si和sic器件相比，gan器件可以实现更小的导通电阻和栅极电荷，这也意味着它具有更好的导通和开关性能。不幸的是，gan hemt过快的开关速度使得器件更容易出现严重的开关振荡，这些振荡可能造成电压和电流过冲、电磁干扰、额外的功率损耗甚至器件损坏等负面效应，严重影响系统性能，。因此非常有必要对gan hemt器件开关振荡的抑制开展相关研究。并且，要实现对器件开关振荡的定量抑制，一个准确的开关分析模型是必不可少的。
2、器件模型主要包括物理模型、行为模型和分析模型。其中，物理模型可以实现与实验结果非常接近的模拟结果，但它非常耗时，并且需要许多与器件制造相关的参数。行为模型又也叫仿真模型，由于其仿真语言的特殊性，很难反映器件在各个开关暂态的电路工作模态。分析模型则是通过对开关暂态的各个阶段进行等效，从而得到等效子电路模型，最后通过电路基本准则列写等效方程获得。相比前两种模型，这种模型不但精度好，而且计算时间短，同时可以更清晰地展示器件在暂态过程中的工作状态。
3、到目前为止，已有的一些gan hemt的分析模型大多是由si或sic mosfet的分析模型直接应用而来，不适合gan hemt。有人提出了gan hemt的开关分析
技术实现思路
1、为此，本专利技术实施例提供一种基于动态电荷的功率器件瞬态分析模型建模方法，以解决现有动态测量数据不足及其非线性电容特性造成的不准确的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供的一种基于动态电荷的功率器件瞬态分析模型建模方法，包括：
4、采用半桥电路结构基于双脉冲测试的等效电路模型，将对器件的开通和关断过程分别进行分析并建立分析模型：
5、开通过程被分为开通延时阶段、漏极电流上升阶段、漏源极电压下降阶段和开通振荡阶段四个阶段，每个阶段用一个等效电路描述；
6、关断过程分为关断延时阶段、漏源极电压上升阶段、漏极电流下降阶段和漏极电流下降阶段四个阶段，每个阶段用一个等效电路描述；
7、开通过程和关断过程每个阶段的状态方程，都包括至少两个状态变量，为了求得状态方程时域解，将这些方程概括为包括五个状态变量的五阶状态空间方程的形式：
8、
9、式中，x(t)＝[ig,vgs,id,vds,vds1]，a和b为系数矩阵，包含非线性电容与跨导的建模结果，并采用matlab软件来求取各状态量的数值解。
10、更适宜地，为建立可靠的开关模型，需要先对其非线性动态电容cgs、cgd、cds和跨导建模：
11、基于功率器件的电性能，得到所述功率器件模型的等效电路，并对其非线性动态电容cgs、cgd、cds和跨导建模：
12、对所述非线性电容模型的电荷进行表征，采用qg-vgs曲线，并根据具体的开通关断过程，及不同阶段ciss被充电的差异并进行拟合；
13、对所述非线性跨导建模，所述跨导表示沟道电流ich与栅源极电压vgs之间的非线性关系。
14、更适宜地，采用分阶段拟合，基本拟合公式如下：
15、
16、coss的电荷曲线基于qoss-vds曲线，得到qoss的拟合公式：
17、
18、得到的寄生电容完全采用电荷表示的准确形式。
19、优选地，对所述非线性跨导建模，采用分段拟合法来拟合跨导曲线，拟合方程具体表示为:
20、
21、优选地，功率器件包括：
22、氮化镓晶体管(gan hemt)、碳化硅功率器件(sic mosfet)、绝缘闸极双极性电晶体(igbti，nsulatedgatebipolartransistor)。
23、本专利技术实施例具有如下优点：
24、本专利技术提供的技术方案，建立了gan-hemt的精确开关分析模型，考虑了电路的寄生电感、非线性电容和gan-hemts独特的反向特性，相比其他开关分析模型，本方法基于数据表中的电荷平衡关系和电荷相关曲线信息，提出了半桥gan hemt的开关瞬态分析模型，避免了其他方法由于数据表中可用的动态测量数据不足及其强烈的非线性电容特性造成的不准确。
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1.一种基于动态电荷的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，
4.如权利要求2所述的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，对所述非线性跨导建模，采用分段拟合法来拟合跨导曲线，拟合方程具体表示为:
5.如权利要求1所述的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，所述功率器件包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于动态电荷的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的功率器件瞬态分析模型建模方法，其特征在于，
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