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Dynamische Prozesssimulationsparameter Extraktion des physischen PIN-Leistungsdiodenmodells
Jan 27, 2018

1 Grundidee und Methode zur Parameterextraktion von PIN-Leistungsdioden

Das Prinzip der Leistungsdiode Parameteridentifikation ist in Abbildung 5 dargestellt. In diesem Verfahren, die internen technischen Parameter von PIN-Leistungsdioden als das Objekt, mit Rich-Modelling-Tools Sabre-Software für die dynamische Simulation von [15] auf dem physikalischen Modell, und etabliert die Datenübertragung zwischen Sabre und Matlab von SaberLink, die Simulation Wellenform in Matlab. Im Vergleich zu den experimentellen Wellenformen werden die Parameter des physikalischen Diodenmodells im Saber-Modell durch einen quantengenetischen Algorithmus optimiert, und die Schlüsselparameter, die die dynamischen Eigenschaften von Dioden beeinflussen, werden erhalten.

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1.2 Grundlegende technische Parameter der PIN-Leistungsdiode

Die Genauigkeit der Simulation des Leistungselektroniksystems hängt vom ausgewählten Gerätemodell ab. Üblicherweise ist das Halbleitermodell eine Auswahl des Verhaltensmodells, ohne die physikalische Struktur der internen leistungselektronischen Vorrichtungen und des Betriebsmechanismus zu berücksichtigen, aber die Halbleitervorrichtung ist für eine "Black Box" vorgesehen, und zwar über die empirische Formel oder das Nachschlagetabellenverfahren beschreiben das Verhalten von elektrischen Geräten. Diese Art von Modell ist genauer bei der Beschreibung der Eigenschaften von Leistungselektronikgeräten im stationären Zustand, aber der Effekt ist nicht ideal, wenn die Übergangseigenschaften der Leistungselektronikgeräte beschrieben werden.


In diesem Artikel werden die dynamischen Eigenschaften der PIN-Leistungsdiode von Sabre-Software mit hoher Modellpräzision simuliert. PIN Saber Diodenmodell ist das vollständige physikalische Modell der Halbleiterphysik Struktur und internen Mechanismus der Diode auf der Grundlage der durch die analytische Gleichung erhalten, unter Berücksichtigung der internen Mechanismus der Ladungsspeicherwirkung und High-Power-Geräte elektrische Heizung Wirkung, kann umfassender und genaue Beschreibung sein der Diodenträgerkonzentration und des elektrischen Verhaltens. In Verbindung mit dem physikalischen Modell im zweiten Teil des Sabre sind die wichtigsten physikalischen Parameter der PIN-Leistungsdiode in Tabelle 1 gezeigt.

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1.3 Simulation des PIN-Power-Dioden-Reverse-Recovery-Prozesses

Da der dynamische Prozess der Leistungsdiode zwei Vorwärtswiedergewinnungs- und Sperrverzögerungsvorgang zwei beinhaltet, verkörpert der Sperrungsprozess die Änderung der Raumladungszone auch die große Trägerverteilung während der Einspritzung, so dass die Sperrverzögerungseigenschaften von PIN-Leistungsdioden optimiert werden die Extraktion der wichtigsten physikalischen Parameter. Abbildung 6 zeigt die Schaltung für die dynamische Simulation und das Testen

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In 6 ist VDC eine Spannungsquelle, VGG ist eine Gate-Pol-Steuerimpulssignalquelle und IL ist der Anfangsstrom der Diodenschaltung. Der stationäre Zustand, IGBT im ausgeschalteten Zustand, IC ist Null, die Diode wird durch die Diode IL geschaltet; wenn VGG VT an der Basis von IGBT, IGBT Leitung, IL von IGBT VDC, Anlegen einer Sperrspannung an der Diode VAK, geben Sie die Diode Sperrung Wiederherstellungsprozess, durch die positive Führung, um rückwärts Blockierung. Die Schaltung wird in Sabre modelliert und simuliert, und der Sperrverzögerungsstrom und die Spannungswellenform der PIN-Diode werden erhalten. Die Wellenform wird an Matlab übertragen und mit den experimentellen Wellenformdaten verglichen.