一种基于集总电荷的大功率PIN二极管改进电路模型

提出了一种基于集总电荷建模方法的大功率PIN二极管改进电路模型。传统的集总电荷模型使用有效载流子寿命模型,未考虑载流子寿命和基区电荷浓度之间的关系,导致模型的仿真精度偏低。该文在研究传统PIN二极管集总电荷模型的基础上,首先分析了二极管基区载流子寿命随注入浓度和温度的变化规律,并提出了载流子寿命随浓度和温度变化的集总电荷模型。然后,基于提出的载流子寿命模型建立了改进的PIN二极管集总电荷电路模型,并加入模型物理参数的温度函数,实现了模型对不同温度下PIN二极管通态和瞬态特性的表征,并在PSPICE仿真平台中实现了该模型。最后,用1 700 V/1 000 A IGBT模块中反并联续流二极管对模型进行了实验,仿真和实验结果对比验证了该模型的准确性。     

PiN二极管反向恢复机理研究

对PiN二极管反向恢复过程进行了分步分析，推导出了反向恢复过程中四个阶段的时间计算公式，并在一定简化近似的基础上得出了反向恢复时间的计算公式，利用该公式分析了影响反向恢复特性的主要因素及实现快速软恢复的条件。     

PIN二极管的PSPICE子电路模型

提出了一种PIN二极管的PSPICE子电路模型。该模型同时考虑了二极管的反向恢复、端区复合以及空间电荷区边界移动效应。能更精确地模拟PIN二极管的开关特性。仿真结果证明了该模型的正确性和准确性。     

基于拉氏变换的变温度PIN二极管动态建模

为了实现车载设备的传导噪声预估,二极管模型需在车载环境的宽温度变化范围内对动态特性进行准确描述。以PIN型功率二极管为研究对象,分析了定温度的拉式变换解析模型,引入温度参数,将原模型参数与温度的关系以函数的形式表达,实现任意结温下的模型参数温度修正,从而建立变温度的PIN二极管动态特性模型。在此基础上,通过温箱实验对感性负载条件下的功率二极管动态性能进行测试,实现了模型参数抽取和模型验证。结果显示,该模型在25~120℃的宽温度范围内,可实现反向恢复特性的精确模拟,各项特性参数的误差均较小,不会出现PSPICE通用模型的异常振荡问题,能满足宽频率及宽温度范围的汽车级EMI预估需求。     

高压非穿通P-i-N二极管等离子体抽取渡越振荡集总电路模型及封装抑制方法研究EI北大核心CSCD

高压非穿通P-i-N二极管反向恢复阶段产生等离子抽取渡越时间(plasma extraction transit time,PETT)振荡,对功率模块的驱动电路和设备EMC性能造成严重干扰。文中根据二极管PETT振荡阶段载流子运行特征将器件内部分为等离子区、漂移区和无源区3个区域并将各区域等效成电阻、电感和电容等集总电路参数,利用二极管等效电路与外围电路参数构建了PETT振荡集总电路模型。该模型可计算得到振荡阶段回路各阻抗的动态变化,复现PETT振荡失稳–自稳振荡现象。该集总电路模型表明PETT振荡出现根本原因是回路出现负阻,而负阻出现的原因是空穴渡越角位于π~2π之间,基于该模型解析得到回路寄生电感的优化范围,通过优化封装布局的方式可将空穴渡越角移出负阻出现的区间。最后,在模块内部通过优化绑定线布局将回路寄生电感调整至优化范围内,从而避免回路负阻以抑制PETT振荡的出现,实验证明了该封装抑制方法的有效性。     

PIN二极管开关在微波控制电路中的应用

本文主要介绍了PIN二极管开关的原理和特性，并在实际中得到了应用。     

反向恢复电荷分散性对直流换流阀的影响

直流换流阀是直流输电的核心设备,它的设计性能直接影响整个直流系统的优劣。而晶闸管的反向恢复特性是阀设计时考虑的重要因素之一。为满足耐压要求,换流阀需多只晶闸管串联,但每只晶闸管的反向恢复电荷均不同,这种电荷分散性将引起晶闸管级端电压的不同。首先分析直流换流阀关断时刻反向恢复电荷差异对晶闸管级端电压的影响。在此基础上,分别分析反向恢复电荷分散性对阀最小触发电压和最小关断角的影响,推导其理论公式,并通过仿真验证公式的准确性。最后,得出在系统条件一定的情况下,阀设计时对所选用晶闸管的反向恢复电荷分散性的一般要求。     

双初级耦合直线感应电动机集总参数模型

在动子进行高速大推力运动场合,直线感应电动机可以设计为N(N≥2)台电机初级绕组上下并联布置共用一个次级的结构形式.本文针对N=2的情形,分析了双初级耦合直线感应电动机上下初级绕组边缘气隙磁场耦合和次级涡流路径耦合关系,在此基础上针对双初级耦合直线感应电动机中双初级上下定子单独通电、双初级同时通入同向电流、双初级同时通入反向电流等不同工况,建立了统一的集总参数模型,并进行了耦合参数的辨识.模型计算和小型试验样机实验结果吻合较好,证明了理论分析的正确性.     

大功率变换器中快恢复二极管复合模型研究

以大功率变换器中的快恢复二极管(FRD)为研究对象,有效利用物理模型和功能模型的优点,提出一种新的FRD复合模型。在集总电荷模型基础上增加电流过渡阶段和拖尾电流阶段,精确描述反向恢复过程;正向恢复过程考虑器件引线所产生的电感效应,完善暂态正向过电压。模型在Matlab软件中实现,仿真结果与器件技术手册参数数据、测试波形的对比表明该模型能精确描述FRD开关暂态特性。     

适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型

为在实验室环境下模拟实际低压电力线缆的信道特性,需要建立电力线通信频段下的线缆集总参数模型。提出了一种通过电磁仿真方法获得分布电阻和电感,以及采用开路阻抗测量方法获得分布电容的方法,在此基础上得到线缆的传输参数并将传输参数转换为Y参数,建立π形等效电路。基于矢量匹配法求解π形电路各支路的无源等效电路,从而建立线缆的集总参数模型。通过对比分布和集总参数模型下传输和阻抗特性的计算结果,证明了集总模型的准确性。所建模型可以通过电路级联模拟各种长度的实际线缆。     

IGCT-MMC中二极管反向恢复特性分析与测试

二极管的反向恢复特性在IGCT-MMC中起着重要的作用.首先介绍快恢复二极管的反向恢复特性,然后在IGCT-MMC拓扑中介绍快恢复二极管的开关行为,最后搭建适用于IGCT-MMC测试的双脉冲实验平台,并对比了3种商业化快恢复二极管产品的反向恢复特性.最终的测试结果表明,快恢复二极管的反向恢复峰值电流和功率与di/dt呈...     

用于传导EMI仿真的二极管高频模型的研究

阐述了一种能够仿真PIN二极管传导EMI的高频模型。该模型全面考虑了二极管的正向恢复、端区复合以及空间电荷区边界移动效应,并且利用Saber的MAST语言得以实现。仿真和实验结果的比较也证明了该模型的正确性和准确性。     

快速功率二极管正反向恢复特性仿真研究

在国内外电力电子领域对功率二极管模型研究成果的基础上,利用计算机仿真技术,从数学物理模型和电路模型两方面,对快速功率二极管的反向恢复特性进行了较深入的研究,获得了可正确描述正反向恢复过程的功率二极管仿真模型.该模型克服了标准二极管模型完全忽视正向恢复效应,对二极管反向恢复现象的模拟也会产生错误振荡的缺陷,因此具有较好的现实意义.     

二极管反向恢复时间对LLC变换器性能的研究

LLC谐振变换器的最大优点是利用自身的谐振特性同时实现主开关管与次级整流二极管的软开关。从变换器整流二极管反向恢复时间出发,介绍了一种延长谐振槽路三元件共同谐振时间的方法,使得变换器工作于第二谐振区域时,二极管在交替导通间隔期间得到充分反向恢复,以降低反向恢复损耗。根据该参数优化的方法制作了一台额定功率210 W的半桥LLC谐振变换器样机,并通过实验验证了理论分析的可行性。     

PIN功率二极管参数辨识及有效性验证

本文论述了采用实验和仿真相结合的参数辨识方法,通过器件的外特性辨识其内部物理模型参数。这一方法的实现依赖于最优化算法的应用,通过最优化算法的迭代不断促使仿真波形向实验波形逼近,从而实现器件模型参数的自动辨识。在实现功率二极管模型参数辨识的基础上,对所辨识的参数进行了有效性验证。本文给出了以BYT12PI100为例的实验结果。     

高压大容量变换器中快恢复二极管的模型

以高压大容量变换器中的快恢复二极管为研究对象,结合集总电荷模型和功能模型,提出一种新的二极管混合模型.模型采用四个阶段准确描述反向恢复过程,正向恢复过程考虑"电感效应".模型在电路仿真软件PSIM中实现,仿真结果与产品手册数据、实验结果对比表明,所提模型能准确地反映二极管正向和反向恢复特性.