基于PSpice的IGBT器件模型及功率損耗的仿真研究.pdf

1、半導(dǎo)體器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，一種新型器件的誕生往往使整個電力電子行業(yè)的面貌發(fā)生巨大改觀，促進(jìn)電力電子技術(shù)飛速發(fā)展。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)綜合了功率MOSFET和雙極型功率晶體管的多項優(yōu)點，因而在中大功率領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，隨著對IGBT高電壓大容量越來越高的要求，IGBT電壓和電流容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力電子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的需求。國內(nèi)商用的高壓大電流IGBT器件至今尚未出現(xiàn)，且現(xiàn)行的制造工藝遠(yuǎn)遜于國外，因此研制高電壓大容量的I

2、GBT迫在眉睫；再者，開關(guān)電路的效率主要取決于器件的功率損耗，且器件的功率損耗在實際應(yīng)用中的的指導(dǎo)意義越來越突出，所以對于IGBT器件功率損耗的研究也是至關(guān)重要的。 計算機仿真以理論、數(shù)值計算方法和計算機為基礎(chǔ)，通過運行具體仿真模型和分析計算機輸出信息，來實現(xiàn)對真實系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)的改善與優(yōu)化。它作為一種強大的技術(shù)手段已被廣泛應(yīng)用于各種元器件設(shè)計中。 文中分析了電力電子器件的特點和發(fā)展趨勢，詳細(xì)分析了新型電力電子器件IGBT

3、的結(jié)構(gòu)、特性、開通關(guān)斷機理及應(yīng)用前景；著重以PSpice軟件作為仿真平臺，在PSpice環(huán)境下建立了IGBT器件的靜態(tài)和動態(tài)模型，該模型具有足夠的計算精度和計算速度，是掌握IGBT特性的有效工具。并詳細(xì)分析了模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)配置和一些參數(shù)的求解過程，同時結(jié)合實際器件IRGB30860K型IGBT進(jìn)行了對比，得出兩者測試波形基本相吻合，數(shù)據(jù)幾乎一致，由此證明了模型的正確性。另外，對所建IGBT器件模型的功率損耗進(jìn)行了深入的分析與計算，將理論