基于产品结构的SSPC寄生参数提取及阻性负载开关特性仿真分析

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.005

电器与能效管理技术 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (2): 25-30.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.005

基于产品结构的SSPC寄生参数提取及阻性负载开关特性仿真分析

王浩南¹, 赖耀康², 张宏宇¹, 曹玉峰², 叶雪荣¹, 翟国富¹

1.哈尔滨工业大学电器与电子可靠性研究所, 黑龙江哈尔滨 150001
2.北京科通电子继电器总厂有限公司, 北京 100176

收稿日期:2020-10-28 出版日期:2021-02-28 发布日期:2021-03-25
作者简介:王浩南(1998—),男,硕士研究生,研究方向为电力电子器件与系统可靠性分析。|赖耀康(1984—),男,高级工程师,主要从事高可靠固体继电器、固体功率控制器研发。|张宏宇(1995),男,硕士研究生,研究方向为电力电子系统热仿真及一致性设计。
基金资助:
*国家自然科学基金(616711720);国家重点研发计划(2017YFB1300800)

Extraction of SSPC Parasitic Parameters Based on Product Structure and Simulation Analysis of Resistive Load Switching Characteristics

WANG Haonan¹, LAI Yaokang², ZHANG Hongyu¹, CAO Yufeng², YE Xuerong¹, ZHAI Guofu¹

1. Institute of Reliability in Electrical Apparatus and Electronics,Harbin Institute of Technology, Harbin 150001,China
2. Beijing Keytone Electronic Relay Co.,Ltd.,Beijing 100176,China

Received:2020-10-28 Online:2021-02-28 Published:2021-03-25

摘要/Abstract

摘要：

随着电动飞机的发展,固态功率控制器(SSPC)作为关键器件,逐渐成为国内外研究的热点。由于SSPC结构复杂且需要频繁调试,所以准确的仿真模型可以为产品设计提供较大帮助。主要使用Ansys Q3D Extractor等软件,对第三代CREE SiC MOSFET组成的SSPC进行基于产品结构的寄生参数提取,并建立SSPC单路和整体电学等效模型。对SSPC的阻性负载开关特性进行了仿真分析,发现波形中并无明显振荡现象。最后得出了寄生参数的影响基本可以忽略的结论。

关键词: SSPC, 寄生参数, 电学等效模型, SiC MOSFET, 开关特性

Abstract:

With the development of electric aircraft,the solid-state power controller(SSPC)composed of SiC devices has gradually become a hotspot at home and abroad.Due to the complex structure of SSPC and the need for frequent debugging,accurate simulation models can provide great help for product design.This article mainly used software such as Ansys Q3D Extractor to extract the parasitic parameters based on the product structure of the SSPC composed of the third generation CREE SiC MOSFET,and established the SSPC single-channel and overall electrical equivalent models.The characteristics of SSPC’s resistive load switching were analyzed and it was found that there is no obvious oscillation in the waveform.Finally,it was concluded that the influence of parasitic parameters can be ignored.

Key words: SSPC, parasitic parameter, electrical equivalent model, SiC MOSFET, switching characteristics

中图分类号:

TM571

王浩南, 赖耀康, 张宏宇, 曹玉峰, 叶雪荣, 翟国富. 基于产品结构的SSPC寄生参数提取及阻性负载开关特性仿真分析[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(2): 25-30.

WANG Haonan, LAI Yaokang, ZHANG Hongyu, CAO Yufeng, YE Xuerong, ZHAI Guofu. Extraction of SSPC Parasitic Parameters Based on Product Structure and Simulation Analysis of Resistive Load Switching Characteristics[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2021, 0(2): 25-30.

图/表 14

图1

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表1

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参考文献 8

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门标	G1-2	G3	G1-1	G2-2	G2-1
G1-2	0.516	0.031	0.011	0.032	0.026
G3	0.031	2.563	-0.188	0.050	0.305
G1-1	0.011	-0.188	6.125	0.104	-1.106
G2-2	0.032	0.050	0.104	0.642	0.081
G2-1	0.026	0.305	-1.106	0.081	3.749

键合丝	A	B	C	D	E	F	G	H	I
A	3.40	-1.20	-1.00	-0.80	-0.70	-0.60	-0.50	-0.50	-0.40
B	-1.20	4.70	2.45	1.76	1.38	1.14	0.97	0.84	0.74
C	-1.00	2.45	4.68	2.45	1.76	1.38	1.14	0.97	0.84
D	-0.80	1.76	2.45	4.68	2.45	1.76	1.38	1.14	0.97
E	-0.70	1.38	1.76	2.45	4.68	2.45	1.76	1.38	1.14
F	-0.60	1.14	1.38	1.76	2.45	4.68	2.45	1.76	1.38
G	-0.50	0.97	1.14	1.38	1.76	2.45	4.68	2.45	1.76
H	-0.50	0.84	0.97	1.14	1.38	1.76	2.45	4.68	2.45
I	-0.40	0.74	0.84	0.97	1.14	1.38	1.76	2.45	4.68

名称	数值	名称	数值	名称	数值
TN1	209.724 9	TT1	209.012 1	小铜带Ⅰ	4.790
TN2	-56.212 6	TT2	-59.702 8	小铜带Ⅱ	7.620
TN3	134.146 7	TT3	138.000 7	绕铜Ⅰ	3.567
TN4	-26.054 1	TT4	-26.251 4	绕铜Ⅱ	2.254
TN5	93.566 8	TT5	94.911 2	飞线Ⅰ	11.410
TN6	-12.154 6	TT6	-12.176 9	飞线Ⅱ	11.410
TN7	62.932 2	TT7	63.987 1	飞线Ⅲ	11.410
TN8	-3.956 9	TT8	-3.999 2	飞线Ⅳ	11.410
TN9	37.243 7	TT9	38.094 5	飞线Ⅴ	11.410
TN10	-0.131 7	TT10	-0.195 9
TN11	15.540 2	TT11	16.369 7
TN12	0.320 3	TT12	0.557 9

基于产品结构的SSPC寄生参数提取及阻性负载开关特性仿真分析

Extraction of SSPC Parasitic Parameters Based on Product Structure and Simulation Analysis of Resistive Load Switching Characteristics

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