本文關(guān)鍵詞：SiC二極管的非線性行為及其開關(guān)損耗研究

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【摘要】：隨著開關(guān)頻率和功率密度的不斷提高,對功率變流器的可靠性提出了更高的要求,而功率半導(dǎo)體器件是功率變流器的重要組成元件,其開關(guān)特性將會直接影響功率變流器的運行性能及使用壽命。與傳統(tǒng)的硅功率半導(dǎo)體器件相比,碳化硅(Silicon Carbide,SiC)功率半導(dǎo)體器件具有耐高溫、低漏電流、功率大、損耗小等優(yōu)點,更能滿足功率變流器未來發(fā)展的需求。因此,針對SiC功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性的研究逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。本文以SiC二極管為研究對象,通過實驗發(fā)現(xiàn)該器件在一定的開關(guān)頻率以及工作電壓作用下會產(chǎn)生倍周期分岔、混沌等非線性行為,這將大大降低電力電子電路的穩(wěn)定性和可靠性。為此,運用半導(dǎo)體物理理論,建立了SiC二極管的分析模型,研究了不同工況下二極管的倍周期分岔、混沌等非線性現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上深入分析了其非線性行為產(chǎn)生機理。同時,本文也通過實驗研究了SiC二極管在Buck電路中的運行特性,對比分析了SiC二極管與傳統(tǒng)二極管的開關(guān)損耗,研究結(jié)果表明了SiC二極管的優(yōu)越性能。主要研究內(nèi)容如下:(1)對SiC二極管的結(jié)構(gòu)以及工作原理進行了簡要的介紹與分析,在半導(dǎo)體物理理論的基礎(chǔ)上,采用傅里葉分析方法對其漂移區(qū)的分析模型進行簡化,建立了SiC二極管的非線性動力學(xué)模型。(2)基于二極管的非線性動力學(xué)模型,以5KV/5A的SiC二極管為研究對象,對其進行了仿真分析,建立了外部電學(xué)特性與內(nèi)部載流子變化的聯(lián)系,并將其運用于混沌分析電路中,分析了倍周期、混沌等非線性行為的產(chǎn)生機理。(3)通過雙脈沖測試實驗對比分析了SiC二極管與傳統(tǒng)二極管的開關(guān)特性。在此基礎(chǔ)上,基于Buck電路研究了SiC二極管的開關(guān)損耗,說明了SiC二極管在降低損耗、提高效率上的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN315

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：1183803