[发明专利]一种基于SiC MOSFET频率特性的叠层母排杂散参数提取方法

说明书

本发明公开了一种基于SiC MOSFET频率特性的叠层母排杂散参数提取方法，该方法首先搭建SiC MOSFET双脉冲测试平台，将叠层母排的待测区段外接于测试平台；在SiC MOSFET的两端并联多组额外电容，利用并联额外电容前后SiC MOSFET关断电压波形中震荡的频率信息，得到多组等效电路模型的谐振角频率，进而计算得到叠层母排的杂散电感和寄生电容，实现叠层母排的杂散参数的提取。本发明利用SiC MOSFET的高开关速度特性，以激发明显的关断电压震荡，相比于传统的间接测量法，减少了人为因素带来的测量偏差；此外，本发明能够测量叠层母排中任意区段的杂散电感与寄生电容，测量具有更高的灵活性与全面性。

技术领域

本发明涉及电力电子测试技术领域，具体为一种基于SiC MOSFET频率特性的叠层母排杂散参数提取方法。

背景技术

叠层母排作为电力电子变换器中的常用电气连接件，广泛应用于柔性直流输电，新能源发电并网等高压大容量场合。叠层母排的应用大大降低了功率器件换流回路，即功率器件至直流支撑电容回路中的杂散电感，在器件具有很高的开关速度，开关过程具有很高的电流变化率di/dt时，降低关断过程中器件承受的电压尖峰，从而减小开关损耗与电磁干扰问题，保障器件及系统的可靠运行。功率器件换流回路的低感设计是叠层母排设计中需首先考虑的因素。

然而，叠层母排的设计同样需考虑其他区段的杂散电感值，例如电源至直流支撑电容的回路中，由于叠层母排同电源连接的输入端引脚普遍采用非层叠结构，使得低感设计更为困难，过大的杂散电感会增大电感与电容间的电磁能量转换，从而提高支撑电容的电流纹波幅值，增大电容与叠层母排温升，降低电容的运行可靠性与工作寿命。此外，叠层母排的电容效应有助于增加系统的抗噪声干扰能力，在保证低感设计及绝缘性能的同时，应减小正负母排间的距离以获得较大的寄生电容值。

因此，叠层母排的设计需考虑任意区段的杂散电感与寄生电容，对叠层母排任意区段的杂散参数进行准确提取，是设计叠层母排的最优几何结构，建立包含杂散参数的变换器电路模型，评估杂散参数对装置性能总体影响的重要步骤。

目前通过实验间接提取母排杂散参数的方法主要包括：1、利用叠层母排搭建双脉冲测试平台，测量功率器件开关过程中电压与电流的波形，利用杂散电感两端电压等于杂散电感与电流变化率乘积的关系式，选取特定测量时刻的电压与电流斜率进行计算的微分法；2、在微分法的基础上，通过选取开关过程中的特定区间以代替单一测量点，通过积分计算求解杂散电感，提高了测量精度与准确性的积分法。然而，不论是微分法还是积分法，测量杂散参数时都存在如下问题：1、不具有测量叠层母排寄生电容的能力；2、需人为选取测量点或积分区间，选取的主观性将影响测试的准确性；3、测试所用的支撑电容以及功率器件均位于叠层母排之上，仅能够测量功率器件换流回路的杂散电感，无法提取叠层母排任意区段的杂散电感。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于SiC MOSFET频率特性的叠层母排杂散参数提取方法。本发明将叠层母排外接于SiC MOSFET的双脉冲测试平台，再利用SiC MOSFET关断电压波形中震荡的频率信息，降低了选取的主观性对测试结果的影响；此外本发明可提取叠层母排中任意区段的杂散电感与寄生电容，测量具有灵活性与全面性。

本发明的技术方案：一种基于SiC MOSFET频率特性的叠层母排杂散参数提取方法，搭建SiC MOSFET双脉冲测试平台，将叠层母排的待测区段外接于测试平台；在SiCMOSFET的两端并联多组额外电容，利用并联额外电容前后SiC MOSFET关断电压波形中的震荡频率信息，得到多组等效电路模型的谐振角频率，进而计算得到叠层母排的杂散电感和寄生电容，实现叠层母排的杂散参数的提取。

上述的基于SiC MOSFET频率特性的叠层母排杂散参数提取方法，包括以下步骤；

a、搭建SiC MOSFET双脉冲测试平台，将叠层母排的待测区段外接于测试平台，并建立测试平台的等效电路模型；