[发明专利]IGBT开关瞬态模型的建立方法

权利要求书

1.IGBT开关瞬态模型的建立方法，适用于复杂电路仿真，其特征在于：包含以下步骤：

S100、将IGBT开通瞬态分为5个阶段，具体包括：开通延迟阶段、电流上升阶段、电压陡降阶段、电压拖尾阶段和栅压上升阶段；

根据IGBT物理模型的主要内部参数，建立在开通瞬态下的开通关系集合；所述开通关系集合包含集射极电压、集射极电流和栅极电压，其中：所述栅极电压控制IGBT的开通；所述集射极电压为IGBT开通过程中集射极两端的电压；所述集射极电流为IGBT开通过程中流过集射极的电流；

将IGBT关断瞬态分为5个阶段，具体包括：关断延迟阶段、电压缓升阶段、电压陡升阶段、电流陡降阶段和电流拖尾阶段；

根据IGBT物理模型的主要内部参数，建立在关断瞬态下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的关断关系集合；所述关断关系集合包含所述集射极电压、集射极电流和栅极电压，其中：所述栅极电压控制IGBT的关断；所述集射极电压为IGBT关断过程中集射极两端的电压；所述集射极电流为IGBT关断过程中流过集射极的电流；

S300、采集并输出IGBT外部参数；所述IGBT外部参数包含驱动信号、母线电压、温度和输入电流，其中：所述输入电流由与IGBT相关联支路中的电流表测得；所述温度为IGBT结温，由人工预先设置，或与传热网络进行耦合；所述母线电压根据电源的设置参数由人工预先设置；

建立所述开通关系集合下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的表达式；建立所述关断关系集合下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的表达式；

根据IGBT物理模型的主要内部参数、所述开通关系集合下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的表达式、所述关断关系集合下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的表达式，建立IGBT仿真模型；所述IGBT物理模型的主要内部参数包含栅-漏极交叠面积、栅极-发射极间电容、栅极氧化层电容、IGBT基区掺杂浓度、IGBT跨导、IGBT基区电子迁移率和IGBT基区空穴迁移率；所述IGBT仿真模型包含输入模块、采集单元、IGBT瞬态特性计算单元和输出模块；其中：

所述输入模块将IGBT外部参数传送给所述采集单元；所述输入模块包含驱动模块；所述驱动模块将所述驱动信号添加到所述IGBT外部参数中；所述输入模块将所述驱动信号和集射极电流进行处理，得到所述驱动信号变化时的时间信息和电流值信息；所述输入模块包含驱动信号输入端、母线电压输入端、温度信号输入端和输入电流信号输入端；所述采集单元将获取的IGBT外部参数传送给所述IGBT瞬态特性计算单元；所述IGBT瞬态特性计算单元根据获取的IGBT外部参数，并结合所述IGBT物理模型的主要内部参数、开通瞬态下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的表达式和所述关断瞬态下的集射极电压、集射极电流和栅极电压的表达式对所述IGBT的集射极电压、集射极电流和栅极电压进行及时仿真，并同步将所述IGBT的集射极电压、集射极电流和栅极电压的仿真结果传送给所述输出模块；所述输出模块将所述IGBT的集射极电压、集射极电流和栅极电压的仿真结果输出。