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(gè)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(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因而在中大功率領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，隨著對(duì)IGBT高電壓大容量越來(lái)越高的要求，IGBT電壓和電流容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足電力電子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的需求。國(guó)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(guó)外，因此研制高電壓大容量的I

2、GBT迫在眉睫；再者，開(kāi)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(shí)際應(yīng)用中的的指導(dǎo)意義越來(lái)越突出，所以對(duì)于IGBT器件功率損耗的研究也是至關(guān)重要的。 計(jì)算機(jī)仿真以理論、數(shù)值計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)運(yùn)行具體仿真模型和分析計(jì)算機(jī)輸出信息，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改善與優(yōu)化。它作為一種強(qiáng)大的技術(shù)手段已被廣泛應(yīng)用于各種元器件設(shè)計(jì)中。 文中分析了電力電子器件的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，詳細(xì)分析了新型電力電子器件IGBT

3、的結(jié)構(gòu)、特性、開(kāi)通關(guān)斷機(jī)理及應(yīng)用前景；著重以PSpice軟件作為仿真平臺(tái)，在PSpice環(huán)境下建立了IGBT器件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型，該模型具有足夠的計(jì)算精度和計(jì)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(guò)程，同時(shí)結(jié)合實(shí)際器件IRGB30860K型IGBT進(jìn)行了對(duì)比，得出兩者測(cè)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(duì)所建IGBT器件模型的功率損耗進(jìn)行了深入的分析與計(jì)算，將理論