左右,然后将上升沿顶部和下降沿顶部的波形放大来分析,发现漏源电流的上升沿稍微慢点,不是很明显。漏极引线电感仿真电路图如图所示,图中除了漏极电感值改动之外,其余元件的参数值都未作改动,此时的漏极电流仿真波形如图所示。武汉理工大学硕士学位论文图漏极电感不同时仿真波形从图中整体波形可以看到,当并联的两个功率漏极引线电感不同时,它们的漏源电流波形有些差别,然后将上升沿顶部和下降沿顶部的波形放大来分析,发现漏源波形的上升沿有点电压尖峰,大概为,的漏源电流波形上升沿顶端比较平缓,两组波形的下降沿几乎没有差别。源极引线电感仿真电路图如图所示,图中除了漏极电感值改动之外,其余元件的参数值都未作改动,此时的漏极电流仿真波形如图所示。图源极电感不同时仿真波形从图中整体波形可以看到,当并联的两个功率源极引线电感不同时,它们的漏源电流波形有比较明显的差别,的源极引线电感小,漏源电流波形上升沿尖峰较大,最大有左右,然后随着时间慢慢平稳下来,大概为,的源极引线电感大,漏源电流波形上升沿顶端上升很缓慢,稳定武汉理工大学硕士学位论文下来大概也是。经过以上的仿真分析,可以发现栅极电阻和源极电感的不同是影响功率并联均流的主要因素,漏极电感的差别对功率并联均流也有定的影响,栅极电感的不同对功率并联均流的影响不大。栅极电阻对的开通和关断速度影响很大,如果栅极电阻不同,就容易导致并联的功率开关不同步,这时两个功率承受的负载电流就会有明显差别,因此对并联均流产生了很大的影响。功率器件的选择选择合适的功率器件是个很重要的环节,功率器件的结构决定了它的性能,而整个设备的性能又依赖于功率器件的性能。选择不到合适的功率就有可能影响到整个电路的工作效率和成本,了解并掌握各个功率之间的细小区别以及这些区别所带来的影响可以避免许多问题。功率器件的选择主要有下几个步骤确定采用沟道或沟道根据工作环境确定,选取,选取选取大,成本低,导通损耗高小,导通损耗低,成本高大,栅极可靠性高,开关速度慢小,开关速度快,栅极可靠性低再综合考虑其它主要参数,确定功率型号图功率器件选型流程图武汉理工大学硕士学位论文第步,确定选用沟道或是沟道器件,可以根据应用环境的要求来选择。管栅极为低电平时关闭,为高电平时开启管则是栅极为低电平时开启,为高电平时关闭。对于相同电压和电流定额的功率,般情况下沟道的器件导通电阻比沟道器件大,开关速度也比沟道慢,所以开关电路中般都用沟道器件,沟道的功率只有在常开的总线中才使用。第步,选定额定电压和电流。额定电压和电流越大,器件的成本就越高,所以额定电压和电流要选取的合适。根据实践经验,先要根据应用环境确定漏极和源极之间所需要承受的最大电压,而功率器件的额定电压般要大于漏源最大电压。另外,功率器件的额定电压具有正温度系数,所以应该取功率器件在最低工作温度条件下的值,再考虑到电机或者变压器等开关电子设备诱发的电压瞬变和突起,般情况下取。根据功率器件现实的工作条件可以得到最大周期漏极电流,由于额定电流和都具有负温度系数,所以应该去器件在最大结温条件下的值和值作为参考。额定电流的选择要考虑很多因素,比如连续模式电流和脉冲尖峰电流,工作环境中的散热技术以及器件的导通电阻热阻等。这些因素的综合作用下,般情况下取。第步,选取和。值较小有利于减小导通期间的损耗,但是般值较小的功率器件相对成本会高些,这就需要综合考虑,在成本可控范围内尽量选取导通电阻较小的器件。功率的驱动需求由它的栅极总充电电量决定,值较小的器件开关速度会更快,便于驱动电路的设计,但是其栅极可靠性低。所以般在达到其它参数要求的前提下,尽量选取值较小的器件。如今,制造功率的厂家有很多,主要的有美国的国际整流器公司德国的英飞凌公司意大利法国合资的意法半导体公司以及日本的东芝公司等。各个厂家生产的功率有各自的特点,而且基本上都能满足人们对于各种参数的要求。下面以武汉理工大学新能源检测与控制研究中心的双向变换器项目为实际应用环境,来按步骤选取功率开关器件。考虑到价格性能以及供货渠道等问题,选取了德国英飞凌公司的功率来搭建实验平台。因为选取的功率是应用在智能降压型转换器中,所以选武汉理工大学硕士学位论文取沟道的功率。般情况下,它的导通电阻比沟道的功率小,而且它的开关频率也高于沟道的功率。然后根据项目技术规格书中对电压范围的要求来选取符合的功率型号项目规格书中提到,输出电压范围为,再根据前面说明在确定额定电压的步骤中,般情况下,取,得到。考虑到实际调试时,会有定的冲击电压,所以取。然后根据查阅了英飞凌公司的功率的相关资料,初步确定了功率的选择范围为以下表中的型号。表英飞凌公司相关型号功率主要参数产品型号主要参数说明封装形式确定了初步的选择范围后,再来根据功率的额定电流来进步缩武汉理工大学硕士学位论文小范围。技术规格书中提到输出电流最大值为,考虑到单个功率器件很难承受这么大的电流,所以选取多个功率并联来完成设计。初步选取个功率为组,那么每个功率需要承受的最大电流,即。再考虑脉冲尖峰电流等些因素的综合影响,般情况下取,所以。那么就将功率选取的范围缩小到以下种型号和。图英飞凌功率常见封装类型再考虑到功率器件对整个变换器效率的影响,应该选取导通电阻较小的功率器件,对比上面种型号各自的导通电阻值,应选取导通电阻的两款。从表中可以发现两款的主要区别在于封装不同的封装型号是,即贴片形式,常用于陶瓷基板而的封装是直插形式,如图所示。最后根据本项目中散热结构设计的要求,需要用螺丝将功率固定在散热片上,所以选取了直插形式的型号功率。本章小结本章通过分析功率的结构原理和工作特性,得出功率器件在选型时要考虑的几个主要因素。其中,重点分析了功率的开关特性和均流特性,并对均流特性进行进步仿真分析。对于功率的选型,主要注意器件的额定电压电流,导通电阻和封装类型,最终确定了本项目采用的功率器件型号。下文将对功率器件的失效原因进行分析,并根据实际要求设计合适的驱动电路。武汉理工大学硕士学位论文第章功率失效分析功率器件的应用越来越广泛,与其相关的器件参数有很多,对于主要参数进行了解,便于对功率器件进行研究。本章首先介绍功率的主要相关参数,然后研究它的工艺结构,并提出功率器件的几种失效情况,最后针对不同的失效情况给出解决的措施和办法。功率的主要参数功率相关的参数有很多,在实际应用中也经常会接触到各种参数,了解这些参数有助于更好的去设计相关电路和分析各种问题。下面就从符号名称以及相关定义等来介绍功率主要参数。静态参数漏源击穿电压,是指栅源电压为时,功率正常工作所能承受的最大漏源电压。在实际应用中,加在功率上的工作电压必须要低于漏源击穿电压。具有正温度特性,所以般以此参数在低温条件下的值作为安全参考值。导通电阻,是指在特定的栅源电压通常为结温以及漏极电流的情况下,功率在完全开通状态下漏源之间的最大阻抗。它是个非常重要的参数,决定了功率导通时的功率损耗。这个参数般会随结温上升而略微增大,所以在进行损耗以及压降计算时,般以此参数在器件最高工作结温条件下的值为参考。开启电压,当外加栅极驱动电压达到时,漏区和源区表面的反型层开始形成连接沟道。实际应用中,般将漏极短路情况下时的栅极电压称为开启电压,开启电压的大小般会随结温上升而略微下降。推挽式驱动电路是常用的直接驱动电路之,主要应用于不需要隔离的小武汉理工大学硕士学位论文功率开关器件。它采用对和晶体管搭建而成,晶体管工作在射极跟随状态,不会出现饱和现象,它在导通时可以提供较大驱动电流,关断时还可以为功率