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用于混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車(chē)的IGBT大功率電子系統建模
作者：
時(shí)間：2016-12-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖3：利用仿真理解改變保護電路內器件參數而發(fā)生的效應。
精確的Saber模型有助于驗證所設計的電路的功能、選擇正確的元件和調整參數。通過(guò)在實(shí)現硬件之前使用仿真可以顯著(zhù)節省時(shí)間，降低工程成本。
傳導性電磁干擾(EMI)的預測
每個(gè)電源電路中都存在傳導輻射。他們發(fā)生的原因是快速變化的開(kāi)關(guān)電流或電壓，這在脈動(dòng)電路中是很常見(jiàn)的。EMI方面感興趣的頻率范圍通常是從100kHz至100MHz。
電源電路中的脈動(dòng)電流或電壓看起來(lái)像圖4a中的方波。方波的快速傅里葉變換(FFT)分析見(jiàn)圖4b。頻譜衰減取決于方波的兩個(gè)因素：與脈沖寬度有關(guān)的第一個(gè)交越頻率，與方波的上升和下降時(shí)間有關(guān)的第二個(gè)角頻率。因此我們需要建模IGBT模型的上升和下降時(shí)間，因為它們影響分析結果。
圖4a：信號被建模為梯形波形。波形持續時(shí)間(t0)確定了第一個(gè)角頻率，上升或下降時(shí)間(Tr或Tf)確定了第二個(gè)角頻率。
圖4b：相應的頻譜。
圖5顯示了具有不同開(kāi)關(guān)速度的器件模型分析結果。藍色波形顯示的是開(kāi)關(guān)時(shí)間為50ns的理想開(kāi)關(guān)，而紅色波形顯示的是實(shí)際IGBT模型。這兩個(gè)波形在高頻范圍內有很明顯的差別。
圖5：比較理想開(kāi)關(guān)(藍色)和精確IGBT模型(紅色)的頻率響應。
本文小結
用Saber進(jìn)行精確的IGBT器件建模有助于開(kāi)發(fā)逆變器產(chǎn)品，包括柵極驅動(dòng)器電路板設計和EMI濾波器設計。搭建硬件一般要花6到12個(gè)月時(shí)間，但仿真可以在任何原型創(chuàng )建之前達到設計優(yōu)化的目的。仿真有助于：
發(fā)現潛在的問(wèn)題
理解系統行為
驗證解決方案和功能
加快設計進(jìn)程
降低成本
提高效率
雖然本文只是簡(jiǎn)單介紹了兩種應用，但Saber可以用于仿真許多電路和子系統，分析各種控制電路板的EMI。
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