本文選題：功率二極管 + 物理模型�。� 參考：《西華大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：功率半導(dǎo)體器件在能源高效轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)精準(zhǔn)控制及新能源利用等方面有著得天獨厚的優(yōu)勢,如何利用功率半導(dǎo)體器件組成的電力電子系統(tǒng)來提高能源的利用效率、減少單位電量的使用成本、降低工業(yè)的污染排放是電力電子研究領(lǐng)域亟待解決的重要課題。這就需要系統(tǒng)深入研究功率半導(dǎo)體器件的工作機(jī)理及其物理模型的關(guān)鍵參數(shù),了解其工作時的動態(tài)特性,從而實現(xiàn)高效可靠利用電力電子系統(tǒng)的目標(biāo)。本文以PIN型功率二極管作為研究對象,系統(tǒng)分析了PIN型功率二極管的物理結(jié)構(gòu)及其工作機(jī)理,對其靜態(tài)、動態(tài)特性及物理模型進(jìn)行了詳細(xì)分析。提出一種運用Saber軟件和Matlab軟件協(xié)同,將實驗結(jié)果波形與仿真數(shù)據(jù)相比較,通過量子遺傳優(yōu)化算法提取功率二極管物理模型技術(shù)參數(shù)的方法。該方法選用能夠體現(xiàn)功率二極管空間電荷區(qū)及載流子分布特性的動態(tài)過程作為研究對象,運用Saber軟件調(diào)用Matlab軟件,并通過它們之間的數(shù)據(jù)接口來傳遞仿真和優(yōu)化所獲得的參數(shù)數(shù)據(jù)。在Matlab軟件中將初始載入的試驗結(jié)果波形數(shù)據(jù)與包含待提取參數(shù)的二極管物理模型的仿真數(shù)據(jù)相比對,運用量子遺傳算法優(yōu)化待提取的參數(shù)值,并將優(yōu)化所得參數(shù)值傳入Saber軟件中繼續(xù)仿真,通過AIM語言編程實現(xiàn)這樣一個優(yōu)化循環(huán)進(jìn)程,最終實現(xiàn)試驗結(jié)果波形與仿真波形高度相似,從而得出需要的功率二極管模型參數(shù)。最后,為驗證該參數(shù)提取方法的有效性,進(jìn)行了驗證實驗,通過實驗可知該方法所提取出的參數(shù)能夠準(zhǔn)確描述功率二極管的動態(tài)特性,證明該方法是有效可靠的。
[Abstract]:Power semiconductor devices have unique advantages in energy efficiency conversion, system precision control and new energy utilization. How to use power electronic system composed of power semiconductor devices to improve energy utilization efficiency, Reducing the cost of electricity per unit and reducing industrial pollution emissions are important issues to be solved in the field of power electronics research. Therefore, it is necessary to study the working mechanism of power semiconductor devices and the key parameters of their physical models, to understand the dynamic characteristics of power semiconductor devices, and to realize the goal of using power electronic systems efficiently and reliably. In this paper, PIN type power diode is taken as the research object. The physical structure and working mechanism of PIN type power diode are systematically analyzed, and its static and dynamic characteristics and physical model are analyzed in detail. This paper presents a method of extracting the technical parameters of power diode physical model by quantum genetic optimization (QGA) by using Saber software and Matlab software to compare the experimental waveform with the simulation data. In this method, the dynamic process which can reflect the space charge region and carrier distribution characteristics of power diode is selected as the research object, and the Matlab software is called by Saber software. The parameter data obtained by simulation and optimization are transmitted through the data interface between them. Compared with the simulation data of diode physical model containing the parameters to be extracted, quantum genetic algorithm is used to optimize the parameters to be extracted by comparing the initial loaded waveform data with the simulation data of diode physical model in Matlab software. The optimized parameters are transmitted to the Saber software for further simulation. The optimization cycle process is realized by programming in AIM language. Finally, the waveform of the test results is similar to the simulation waveform, and the required parameters of the power diode model are obtained. Finally, in order to verify the validity of the method, the experimental results show that the parameters extracted by this method can accurately describe the dynamic characteristics of the power diode, and prove that the method is effective and reliable.
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN313.4

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本文編號：1966979