本公開提供了基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法及系統，涉及SiC MOSFET器件建模技術領域，方法包括：根據SiC MOSFET數據手冊獲取SiC MOSFET動靜態特性曲線；依據SiC MOSFET特性曲線建立溝道電流模型、寄生電容模型、體二極管模型；根據溝道電流模型、寄生電容模型以及體二極管模型提取所需參數；采用SiC MOSFET等效電路模型在Simulink模型中建立SiC MOSFET模型。本公開建立的SiC MOSFET精確度高，擺脫了Spice單一的電學環境，適用于多溫度條件。條件。條件。
【技術實現步驟摘要】
基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法及系統
[0001]本公開涉及SiC MOSFET器件建模
，具體涉及基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法及系統。
技術介紹
[0002]本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的
技術介紹
信息，不必然構成在先技術。
[0003]SiC作為第三代半導體，相比Si有著寬禁帶、高擊穿場強、高熱導率等優點。由SiC制成的MOSFET正逐步取代Si IGBT，被廣泛應用于航空航天、軌道交通、電動汽車等各個方面。SiC MOSFET模型可分為五類：數值模型、半數值模型、物理模型、半物理模型、行為模型。其中數值模型和物理模型是基于器件物理性質進行建模，復雜度高且計算復雜；行為模型不需要考慮器件物理性質，直接模擬器件特性，非常適合應用程序開發。
[0004]主流的SiC MOSFET仿真軟件主要有PSpice和Matlab/Simulink，PSpice主要針對電路仿真，Simulink著重算法控制及方程求解。大多數SiC MOSFET模型基于PSpice建立而成，部分參數求解復雜，對于控制算法的處理能力偏弱，數據處理速度較低。Matlab作為自動控制領域應用最廣泛的軟件，計算速度快，處理能力強。利用Matlab特有的S函數，可以搭建基于Simulink的SiC MOSFET模塊。但現有的Simulink模型并不完善，或者結構復雜，精確度低，或者在求解中容易產生不收斂等問題，對SiC MOSFET的開發應用產生不利的影響。
專利技術內容
[0005]本公開為了解決上述問題，提出了基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法及系統，利用Matlab S函數搭建Simulink模型，考慮溫度對器件特性的影響，建立更精確的行為仿真模型。
[0006]根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：
[0007]基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，包括：
[0008]根據SiC MOSFET數據手冊獲取SiC MOSFET動靜態特性曲線；
[0009]依據SiC MOSFET特性曲線建立溝道電流模型、寄生電容模型、體二極管模型；
[0010]根據溝道電流模型、寄生電容模型以及體二極管模型提取所需參數；采用SiC MOSFET等效電路模型在Simulink模型中建立SiC MOSFET模型。
[0011]根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：
[0012]基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模系統，包括：
[0013]初始化模塊，用于根據SiC MOSFET數據手冊獲取SiC MOSFET動靜態特性曲線；
[0014]依據SiC MOSFET特性曲線建立溝道電流模型、寄生電容模型、體二極管模型；
[0015]模型構建模塊，用于根據溝道電流模型、寄生電容模型以及體二極管模型提取所需參數；采用SiC MOSFET等效電路模型在Simulink模型中建立SiC MOSFET模型。
[0016]根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：
[0017]一種非暫態計算機可讀存儲介質，所述非暫態計算機可讀存儲介質用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執行時，實現所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法。
[0018]根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：
[0019]一種電子設備，包括：處理器、存儲器以及計算機程序；其中，處理器與存儲器連接，計算機程序被存儲在存儲器中，當電子設備運行時，所述處理器執行所述存儲器存儲的計算機程序，以使電子設備執行實現所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法。
[0020]與現有技術相比，本公開的有益效果為：
[0021]本公開基于Simulink建立了一個精確的SiC MOSFET多溫度模型，仿真速度快、仿真易收斂，所建立的SiC MOSFET精確度高，擺脫了Spice單一的電學環境，適用于多溫度條件，可廣泛應用于電子電力、控制系統等領域的模型仿真、器件開發等工作。
[0022]本公開構建的模型靈活度高，可拓展性好，基于本模型可用不同的建模方法進行快速建模，從而降低電子電力仿真系統開發成，為SiC MOSFET的應用開發提供依據。
附圖說明
[0023]構成本公開的一部分的說明書附圖用來提供對本公開的進一步理解，本公開的示意性實施例及其說明用于解釋本公開，并不構成對本公開的不當限定。
[0024]圖1為本公開實施例的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET仿真模型建立流程圖；
[0025]圖2為本公開實施例的SiC MOSFET等效電路模型示意圖；
[0026]圖3為本公開實施例的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET電路模型示意圖；
[0027]圖4為本公開實施例的仿真和數據手冊提供的輸出特性對比示意圖；
[0028]其中，圖4中的(a)為在
?
40℃下輸出特性對比示意圖；
[0029]圖4中的(b)為在25℃下輸出特性對比示意圖；
[0030]圖4中的(c)為在175℃下輸出特性對比示意圖；
[0031]圖5為本公開實施例的仿真和數據手冊提供的轉移特性對比示意圖；
[0032]圖6為本公開實施例的仿真和數據手冊提供的寄生電容曲線對比示意圖；
[0033]圖7為本公開實施例的仿真與數據手冊提供的關斷電壓對比示意圖；
[0034]圖8為本公開實施例的仿真與數據手冊提供的關斷電流對比示意圖；
[0035]圖9為本公開實施例的仿真與數據手冊提供的開啟電壓對比示意圖；
[0036]圖10為本公開實施例的仿真與數據手冊提供的開啟電流對比示意圖。
具體實施方式
[0037]下面結合附圖與實施例對本公開作進一步說明。
[0038]應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本公開提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本公開所屬
的普通技術人員通常理解的相同含義。
[0039]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本公開的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包
括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0040]實施例1
[0041]本公開的一種實施例中提供了一種基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，包括：
[0042]步驟一：根據SiC MOSFET數據手冊獲取SiC MOSFET動靜態特性曲線；
[0043]步驟二：依據SiC MOSFET特性曲線建立溝道電流模型、寄生電容模型、體二極管模型本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，其特征在于，包括：根據SiC MOSFET數據手冊獲取SiC MOSFET動靜態特性曲線；依據SiC MOSFET特性曲線建立溝道電流模型、寄生電容模型、體二極管模型；根據溝道電流模型、寄生電容模型以及體二極管模型提取所需參數；采用SiC MOSFET等效電路模型在Simulink模型中建立SiC MOSFET模型。2.如權利要求1所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，其特征在于，所述溝道電流模型包括參數、柵源電壓、漏源電壓以及溫度。3.如權利要求1所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，其特征在于，所述寄生電容模型包括柵源寄生電容、漏源寄生電容、柵漏寄生電容。4.如權利要求1所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，其特征在于，所述體二極管模型為：其中，I
sd
為體二極管電流；V
sd
為體二極管兩端電壓；I
s
為飽和電流；q為電荷量；k為波爾曼茨常數；N為注入系數；R
d
為寄生電阻；T為SiC MOS FET結溫。5.如權利要求1所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，其特征在于，根據溝道電流模型、寄生電容模型以及體二極管模型提取所需參數的方式為：利用圖像數字化工具將SiC MOSFET數據手冊中的動靜態特性曲線轉化為數據；根據溝道電流模型與相應的輸出特性、轉移特性曲線在數據擬合軟件中擬合出模型參數；根據寄生電容模型與相應的寄生電容變化曲線在數據擬合軟件中擬合出模型參數；根據體二極管模型與相應的特性曲線在擬合軟件中擬合出模型參數。6.如權利要求3所述的基于Simulink的多溫度SiC MOSFET建模方法，其特征在于，所述寄生電容模型包括C
gs
、C
ds
、C
gd
，具體方程為：C
gs
＝C(常數)＝C(常數)其中A1～A9為寄生電容參數；C
gs
為柵源寄生電容，C
ds
為漏源寄生電容，C
gd
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘭欣，趙寧，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：
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