用于混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車的IGBT大功率電子系統(tǒng)建模
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圖3：利用仿真理解改變保護(hù)電路內(nèi)器件參數(shù)而發(fā)生的效應(yīng)。
精確的Saber模型有助于驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路的功能、選擇正確的元件和調(diào)整參數(shù)。通過在實(shí)現(xiàn)硬件之前使用仿真可以顯著節(jié)省時(shí)間，降低工程成本。
傳導(dǎo)性電磁干擾(EMI)的預(yù)測(cè)
每個(gè)電源電路中都存在傳導(dǎo)輻射。他們發(fā)生的原因是快速變化的開關(guān)電流或電壓，這在脈動(dòng)電路中是很常見的。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)電流或電壓看起來像圖4a中的方波。方波的快速傅里葉變換(FFT)分析見圖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?yàn)樗鼈冇绊懛治鼋Y(jié)果。
圖4a：信號(hào)被建模為梯形波形。波形持續(xù)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(yīng)的頻譜。
圖5顯示了具有不同開關(guān)速度的器件模型分析結(jié)果。藍(lán)色波形顯示的是開關(guān)時(shí)間為50ns的理想開關(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(nèi)有很明顯的差別。
圖5：比較理想開關(guān)(藍(lán)色)和精確IGBT模型(紅色)的頻率響應(yīng)。
本文小結(jié)
用Saber進(jìn)行精確的IGBT器件建模有助于開發(fā)逆變器產(chǎn)品，包括柵極驅(qū)動(dòng)器電路板設(shè)計(jì)和EMI濾波器設(shè)計(jì)。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(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。仿真有助于：
發(fā)現(xiàn)潛在的問題
理解系統(tǒng)行為
驗(yàn)證解決方案和功能
加快設(shè)計(jì)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(yīng)用，但Saber可以用于仿真許多電路和子系統(tǒng)，分析各種控制電路板的EMI。
評(píng)論