[發明專利]一種電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數的獲取方法

有效

• 申請號: 201510122065.8
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN104764987B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 姬軍鵬;馬志鵬;曾光;李金剛
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于電力電子器件技術領域，具體涉及一種電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數的獲取方法。

背景技術

隨著功率變換技術的不斷發展,以電力電子開關器件為主的功率變換器應用越來越廣泛，在研制這些功率變換器實際電路之前常需要進行電路特性仿真，以準確掌握所設計電路的性能。為了能夠得到精準的仿真結果，對于電路及器件精確的仿真模型建立顯的至關重要。開關器件的建模是電路仿真的最關鍵部分，其開關器件高頻模型中最難確定的是其寄生的高頻參數。

電力電子開關器件的一般參數可以通過廠家提供的器件說明書獲得，但是器件說明書上的參數并不能完全準確反映其高頻特性，甚至有些寄生參數根本無法獲得，因此電子開關器件模型不能夠準確反映實際開關器件的高頻特性，系統電路的仿真結果也就不能準確反映實際電路的性能。這就使得仿真結果對實際研發的指導作用大大降低，從而使得研制過程出現返工，使得制作周期變長，制作成本增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數的獲取方法，克服了現有技術中的電子開關器件模型不能準確反映實際開關器件的高頻特性造成的對實際研發指導作用差的技術問題。

本發明所采用的技術方案是，一種電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數的獲取方法，采用如下系統：其包括實際測試電路，實際測試電路包括第一直流電壓源，其正極連接有第一開關器件，負極連接有第一負載，在第一直流電壓源和開關器件之間設置有第一端口，在第一直流電壓源和負載之間設置有第二端口；第一端口連接有第一模擬數字轉化器，第二端口連接有第二模擬數字轉化器；第一模擬數字轉換器和第二模擬數字轉換器連接有計算機數據處理系統；

電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數的獲取方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：將激勵源輸入至實際測試電路的第一開關器件；

步驟2：第一模擬數字轉化器和第二模擬數字轉化器分別采集實際測試電路中第一端口的對地EMI信號U_a1和第二端口的對地EMI信號U_a2，并將其傳送至計算機數據處理系統；

步驟3：計算機數據處理系統處理傳送過來的第一端口的對地EMI信號U_a1和第二端口的對地EMI信號U_a2，得到實際測試電路的差模EMI信號U_a差模和共模EMI信號U_a共模，實現實際測試電路的共差模EMI信號的分離；

步驟4：求取共模EMI信號U_a共模分頻段的平均值，依次記為：x¹,x²,...,x³⁰；

步驟5：求取差模EMI信號U_a差模分頻段的平均值，依次記為：y¹,y²,...,y³⁰；

步驟6：通過pspice仿真軟件搭建仿真電路，其中包括第二開關器件，即為電力電子開關器件IGBT高頻模型，其包括如下寄生參數：基極-集電極間電容C_gc、基極-發射極間電容C_ge、集電極-發射極間電容C_ce、對地電容C_cg和C_eg、寄生電感L_r；

步驟7：結合實際測試電路的差模EMI信號U_a差模和共模EMI信號U_a共模，采用粒子群算法迭代優化步驟6中仿真電路的電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數C_gc,C_ge,C_ce,L_r,C_cg,C_eg的值；

步驟8，輸出得到的電力電子開關器件IGBT高頻模型寄生參數C_gc,C_ge,C_ce,L_r,C_cg,C_eg的最優值。

本發明的特點還在于，

步驟3中實際測試電路的共差模EMI信號的分離的具體方法如下；