一种连续函数描述的高精度SiC MOSFET模型

作者：谭亚雄^*; 张梦洋; 刘元; 吴建发

来源：电工技术学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231170

• 功率SiC
• MOSFET电力电子器件建模
• 数学模型
• 收敛模型
• 高精度

传统SiC MOSFET模型为提高精度，通常采用分段函数对不同工作区进行建模，但这带来了模型收敛性不足的问题，难以应用于高频仿真电路。该文提出一种连续函数描述的、具有高精度和强收敛性的SiC MOSFET数学模型。构建单一连续函数描述SiC MOSFET在线性区和恒流区内的静态特性；提出带有收敛电阻的非线性电容模型，并针对不同寄生电容构造相应的拟合函数进行建模；此外，体二极管的建模考虑了结温和栅源电压的影响。仿真结果与手册实测数据的对比分析表明，静态模型仿真结果的皮尔森相关系数大于0.99，寄生电容拟合的平均相关系数达到0.9948，体二极管模型与实际伏安特性高度匹配。在室温(TJ=25℃)和高温(TJ=150℃)两种条件下基于C2M0025120D进行了300 V/30 A双脉冲实验，对比验证了仿真模型与实验结果在开断特性方面具有良好的一致性。最后将模型应用在级联H桥多电平逆变器，验证了其在复杂电路仿真中的收敛性。

• 单位
  重庆大学