双脉冲仿真测试（LTspice搭建）

 

1.双脉冲测试原理

        很多博主已经发布了大量有关双脉冲测试的意义、双脉冲测试原理等，顾在此不在赘诉，如有需要的小伙伴可以点这里。以下重点介绍在LTspice中双脉冲电路的搭建及可能遇到的问题。

2.搭建双脉冲测试

                                                                                                                                                                                                图1   双面测试电路图

  此次仿真中选择CREE公司器件，其中MOSFET型号为：CPM2-1200-0080B（SiC）,二极管型号为：CPW41200S010B（SiC）。

  在电路图中共有三个电压测试点分别是：out-1，out-2，out-3。

  U1（SiC MOSFET）栅极加-15V电压保证此管处于关断状态。

  电压源 v4、v5（25V）为 U1、 U2（SiC MOSFET）提供25℃的结温。（根据实际需要，大家可以设置不同的电压值，来测试不同结温度下管子的情况）

 根据原理可知U2(下MOSFET) 源极电流I_C在双脉冲测试中最大电流I_max =(U_dc / L₁ )* ( t₁ + t₃ ) = (1200V / 50µH)* 2µS 。

根据实验经验：t₁: t₂ : t₃ = 10  : 1 :（2~5）例如:额定电流为120A的模块，时间一般设定为12ns  /  1ns  /  2ns

  在本次仿真中，门极电阻设置为20Ω（小伙伴们可以自行调试，一般初始值设为10Ω）。

3. 波形图

（1）脉冲信号

 图2  双脉冲波形

 

   图2是电压源V2产生的脉冲波形（测试点为out-1），其幅值为15V， 占空比50%，周期为2µs。

 （2）栅极信号

   图3  门极波形

   图3 是开关器件U2门极信号波形，通过测试点out-2测试。

（3）V_de

图4  漏源电压波形  

 图4 是开关器件U2漏源电压波形，通过测试点out-3测试。

（4）I_c

图5  源极电流波形  

（5）汇总（方便大家对比分析）

图6  对比分析

4.可能出现的问题

 （1）电压源V3、负载电感L1、开关频率数值的设定

        电压源V3的值一般根据datesheet给定值设定，有时在仿SiC MOFET 电压等级为1.2kV时，V3的值设定为540V。

        L1负载电感一般情况下设定为50 µH。参考电感值: 50 µH ~ 200 µH 

       开关频率，可以根据开关器件、二极管datesheet额定电流来确定       I = （V3 / L1）* T（占空比为50%时，脉冲周期）

                                 /*通过合理的设置这3个参数，确定I_c电流*/  （划重点）

       电阻阻值初始设定为10Ω，调试幅度 0 Ω- 100Ω

   /*在仿真过程中调整门极电阻R1的值可以强烈地影响该过程，可以影响Vge电压波形，Ic电流波形，Vde电压波形*/   （划重点）

由于作者水平有限，难免存在错漏之处，敬请广大读者批评指教。