一种连续函数描述的高精度SiC MOSFET模型

传统SiC MOSFET模型为提高精度,通常采用分段函数对不同工作区进行建模,但这带来了模型收敛性不足的问题,难以应用于高频仿真电路。该文提出一种连续函数描述的、具有高精度和强收敛性的SiC MOSFET数学模型。构建单一连续函数描述SiC MOSFET在线性区和恒流区内的静态特性;提出带有收敛电阻的非线性电容模型,并针对不同寄生电容构造相应的拟合函数进行建模;此外,体二极管的建模考虑了结温和栅源电压的影响。仿真结果与手册实测数据的对比分析表明,静态模型仿真结果的皮尔逊相关系数大于0.99,寄生电容拟合的平均相关系数达到0.994 8,体二极管模型与实际伏安特性高度匹配。在室温(TJ=25℃)和高温(TJ=150℃)两种条件下基于C2M0025120D进行了300 V/30 A双脉冲实验,对比验证了仿真模型与实验结果在开断特性方面具有良好的一致性。最后将模型应用在级联H桥多电平逆变器,验证了其在复杂电路仿真中的收敛性。