[發明專利]一種基于振鈴電流時頻域特征的二極管寄生參數提取方法

有效

• 申請號: 201711073843.4
• 申請日: 2017-11-05
• 公開（公告）號: CN108051661B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 蘇東林;徐輝;朱凱翔
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于振鈴電流時頻域特征的二極管寄生參數提取方法，包括構建開關電源電路，獲取二極管在開關信號作用下的振鈴電流；建立振鈴電流的時域表現數學模型和頻域表現數學模型，獲取時域表現數學模型和頻域表現數學模型的參數與二極管的寄生電阻、寄生電容和寄生電感的關系；根據振鈴電流的時域表現數學模型及實際電路中的時域測試結果，計算獲得二極管的寄生電阻；基于振鈴電流的頻域表現數學模型及實際電路中的頻域測試結果，對頻域表現數學模型進行參數擬合，并結合寄生電阻，計算獲得二極管的寄生電容和電感等步驟，該方法能夠克服現有二極管寄生參數提取方法中測試儀器昂貴、測試步驟繁瑣等不足，實現降低成本，快捷且精度高。

技術領域

本發明涉及電磁發射信號的時域、頻域測試以及數據處理，屬于電磁兼容性技術領域，具體涉及一種基于振鈴電流時頻域特征的二極管寄生參數提取方法。

背景技術

在分析系統級電磁兼容性時，設備的電磁發射模型不可缺少。而一個設備的電磁發射是其固有屬性，與其內部、參數和工作狀態等相關。對除了電路本身的設計者以外的人，特別是電路的使用者，無法直接獲得電路的內部參數。因此，當這些人員對設備的電磁發射進行建模時，需要對設備組成電路的內部參數，特別是寄生參數進行提取。

在對開關電源的干擾機理研究過程中，二極管的反向恢復電流是開關電源中的重要差模干擾來源。對于二極管寄生參數的提取對研究開關電源的電磁發射特性很有必要。因此，對于如何提取二極管的寄生電阻、電容和電感與電阻，成為十分有必要的研究課題。在現有二極管寄生參數提取的方法中，經常使用的是RLC分析儀進行測試，但由于該種測試方法有著相對高的成本和復雜的測試步驟，使得難以滿足大多數情況下的測試需求。如何低成本、快捷且滿足精度要求的提取出二極管寄生參數，成為了一項很有意義的研究內容。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于振鈴電流時頻域特征的二極管寄生參數提取方法，通過該方法能夠克服現有二極管寄生參數提取方法中測試儀器昂貴、測試步驟繁瑣等不足，基于開關電源電路對二極管振鈴電流時域和頻域特性進行測試，并對頻域模型進行參數擬合，提出一種二極管寄生參數的提取方法。

本發明提供了一種基于振鈴電流時頻域特征的二極管寄生參數提取方法，包括如下步驟：

(1)構建開關電源電路，獲取二極管在所述開關電源電路的開關信號PWM作用下的振鈴電流；

(2)建立所述振鈴電流的時域表現數學模型和頻域表現數學模型，獲取所述時域表現數學模型和頻域表現數學模型的參數與所述二極管的寄生電阻R、寄生電容C和寄生電感L的關系；

(3)根據所述振鈴電流的時域表現數學模型以及實際電路中的時域測試結果，計算獲得所述二極管的寄生電阻R；

(4)基于所述振鈴電流的頻域表現數學模型以及實際電路中的頻域測試結果，對所述頻域表現數學模型進行參數擬合，并結合所述二極管的寄生電阻R計算獲得所述二極管的寄生電容C和寄生電感L。

其中，所述步驟(2)的具體步驟為：

設寄生電容C兩端的電壓為u(t)，經過寄生電感L的電流為i(t)，則寄生電感L兩端的電壓為Ldi(t)/dt，流過寄生電阻R的電流為u(t)/R，流過寄生電容C的電流為Cdu(t)/dt，獲得關于電流的二階線性微分方程：

求解所述微分方程，獲取所述振鈴電流的時域表現數學模型為：

i(t)＝α₁cos(ω₀t)e^-βt+α₂sin(ω₀t)e^-βt-V_DC/R