GCT電路仿真模型的建立與驗(yàn)證.pdf

1、集成門極換流晶閘管（IGCT）是在門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種大功率電力半導(dǎo)體器件。在中高壓電力電子裝置及大功率領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。為了拓寬IGCT的應(yīng)用范圍，需要建立一種能準(zhǔn)確表征其開(kāi)關(guān)特性的電路仿真模型。
　　本文根據(jù)GCT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理，提出了一種GCT的M-2T-3R等效電路模型。以4.5kV/4kA的非對(duì)稱IGCT為例，利用Cadence-Pspice仿真軟件研究了GCT的開(kāi)關(guān)特性，分析了模

2、型參數(shù)和門極寄生電感對(duì)GCT開(kāi)關(guān)特性的影響，并通過(guò)與器件數(shù)值分析結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了GCT電路仿真模型的準(zhǔn)確性和適用性。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，簡(jiǎn)要介紹了GCT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理，根據(jù)GCT內(nèi)部換流過(guò)程和雙晶體管模型，在GCT門-陰極間引入MOSFET，提出了GCT單元的M-2T-3R等效電路模型。
　　第二，分析了GCT多陰極并聯(lián)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將GCT陰極環(huán)數(shù)等效為并聯(lián)單元個(gè)數(shù)，建立了GCT的M-2T-3R電路仿真模型，

3、確定了模型中PNP晶體管與NPN晶體管的電流放大系數(shù)、渡越時(shí)間、偏置電容，以及GCT的靜態(tài)電阻和內(nèi)部分布電感等模型參數(shù)值，分析了關(guān)鍵模型參數(shù)對(duì)器件開(kāi)關(guān)特性的影響。
　　第三，分析了M-2T-3R電路仿真模型的準(zhǔn)確性和適用性。通過(guò)將4.5kV/4kAIGCT的電路模型仿真結(jié)果與器件數(shù)值分析結(jié)果、實(shí)測(cè)波形及應(yīng)用手冊(cè)中的性能指標(biāo)等進(jìn)行對(duì)比，其關(guān)鍵特性參數(shù)基本滿足指標(biāo)要求，表明該模型能較準(zhǔn)確地表征GCT的換流過(guò)程及開(kāi)關(guān)特性；并將該電路仿真