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基于Simplorer的IGBT模块建模与仿真(2)

2、IGBT双脉冲测试电路如图18所示。其中电源电压设置为100V。t0时，门极电压拉高，VT2饱和导通，电源电压加到电感上，电感电流线形上升，如图21所示。
        T1时刻，VT2关断电感电流通过上管二极管续流。T2时刻，第二个脉冲到达，VT2开通，VT2续流二极管出现反向恢复，如图22所示，t2时出现了一个大约为1A的电流尖峰即为反向恢复电流。
       其中t0与t2时刻，观察IGBT的关断过程，由于杂散电感的存在，电流急剧变化会在管子产生电压尖峰。实际应用中，IGBT关断时刻的风险远大于开通时刻，所以由仿真确定的电压峰值大小对实际应用中的管子选型可以提供很大的帮助。 3、电路实际应用仿真，全桥逆变LC谐振升压电路接高频变压器，多应用于高电压小电流的场合，根据负载要求选择变压器变比。仿真中选择1:2的变比，直流母线电压200V。变压器原变电容电压如图25所示稳态是电压峰值为750V，再通过变压器升压到峰值为1500V，如图24。谐振电流如图27。
           由图28可以看出，IGBT在关断过程中承受的大电压原因超过了正常工作电压的范围，分析如下，VT1关断之前，电流处于反向，如,29黑线所示，电流通过VT1与VT3的反向耳机管续流，此时管电压为0V，由图31可见，电容对电感充电，电感电流反向增大，向电源回馈能量。
       在0.15ms时刻，VT1,VT3在门极驱动信号下关断，VT2、VT4开通，电流完成换流过程，其中流过VT1的电流迅速减小，由于IGBT内部寄生电感的影响，由图31可以看到，在元件电压产生了非常高的电压尖峰，仿真数据接近为1.75KV，远高于IGBT正常工作电压。所以仿真结果证明该型号器件是无法直接使用的，需要外部增加吸收电路。 总结：simplorer仿真软件的器件高级模型的建立对实际工程应用中器件的选型以及外部电路的设计都具有指导性的意义。本次仿真说明文件以高电压场合常用的LC谐振升压拓扑为例可以说明。对于逆变器输出电流短时间大范围变化的应用场合，在实际使用过程中由于开关元件内部存在寄生电感电容参数对器件的外电压有着巨大的影响，尤其在关断过程中很有可能远远超过正常工作电压，损坏元件。相比于其他软件如PSIM、simulink等的理想开关模型仿真，simplorer提供的高级器件模型可以很好地在仿真结果中反映这些动态过程，对实际的工程应用具有很大的意义。文章来源：http://www.igbt8.com/jc/240.html