理论教育 IGBT模型优化,适合变换器仿真的8.2版本

IGBT模型优化,适合变换器仿真的8.2版本

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:建立实用准确的IGBT模型,对变换器的安全可靠运行和电气性能优化具有重要的指导意义。因此适用于变换器仿真的IGBT模型一直是电力电子变换器中研究的热点之一。自IGBT诞生后出现了很多种IGBT模型,但随着IGBT技术发展,以及变换器技术的不断更新,适用于变换器仿真的IGBT模型一直在发展之中,本节仅以一个实际IGBT模型为范例进行分析。该模型分阶段模拟IGBT的开关瞬态过程,并采用曲线拟合的方式实现IGBT稳态特性的建模。

IGBT模型优化,适合变换器仿真的8.2版本

IGBT是电力半导体器件中典型代表之一,在很多应用领域中的变换器中得到使用。建立实用准确的IGBT模型,对变换器的安全可靠运行和电气性能优化具有重要的指导意义。因此适用于变换器仿真的IGBT模型一直是电力电子变换器中研究的热点之一。自IGBT诞生后出现了很多种IGBT模型,但随着IGBT技术发展,以及变换器技术的不断更新,适用于变换器仿真的IGBT模型一直在发展之中,本节仅以一个实际IGBT模型为范例进行分析。

在实际应用中,IGBT的工作状况通常被限定在合理范围内,而IGBT的开通关断时间以及相应的关断尖峰电压等往往是更加关心的问题。它们直接决定了IGBT驱动电路以及保护电路的设计。本节所分析的IGBT模型,从实际应用的角度出发,是一种兼顾IGBT开关瞬态和稳态的模型,该模型在PSIM中实现。

该模型分阶段模拟IGBT的开关瞬态过程,并采用曲线拟合的方式实现IGBT稳态特性的建模。与物理模型相比,该模型的优点有:

1)参数数量大为减少,且参数提取容易,根据器件的数据手册和少量的实验就可以确定;(www.daowen.com)

2)避免了复杂的微分方程,模型计算量大大减小,仿真速度显著提高,收敛性明显改善,适合复杂电路的仿真分析。

与功能型模型相比,该模型物理概念明确,参数调整容易,能够方便地实现对不同型号IGBT的建模。对模型进行了实验验证,并以IGBT的开关特性分析、缓冲吸收电路设计和IGBT并联运行分析为例介绍了模型的应用。

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