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高压非穿通p-i-n二极管等离子体抽取渡越振荡集总电路模型及封装抑制方法研究

中国电机工程学报 2023年第1期43卷 263-273页

作者：朱安康包鑫康陈宇周宇罗皓泽李武华何湘宁电力电子国家专业实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

高压非穿通p-i-n二极管反向恢复阶段产生等离子抽取渡越时间(plasma extraction transit time,pETT)振荡,对功率模块的驱动电路和设备EMC性能造成严重干扰。文中根据二极管pETT振荡阶段载流子运行特征将器件内部分为等离子区、漂移区和... 详细信息

高压非穿通p-i-n二极管反向恢复阶段产生等离子抽取渡越时间(plasma extraction transit time,pETT)振荡,对功率模块的驱动电路和设备EMC性能造成严重干扰。文中根据二极管pETT振荡阶段载流子运行特征将器件内部分为等离子区、漂移区和无源区3个区域并将各区域等效成电阻、电感和电容等集总电路参数,利用二极管等效电路与外围电路参数构建了pETT振荡集总电路模型。该模型可计算得到振荡阶段回路各阻抗的动态变化,复现pETT振荡失稳–自稳振荡现象。该集总电路模型表明pETT振荡出现根本原因是回路出现负阻,而负阻出现的原因是空穴渡越角位于π~2π之间,基于该模型解析得到回路寄生电感的优化范围,通过优化封装布局的方式可将空穴渡越角移出负阻出现的区间。最后,在模块内部通过优化绑定线布局将回路寄生电感调整至优化范围内,从而避免回路负阻以抑制pETT振荡的出现,实验证明了该封装抑制方法的有效性。

关键词：焊接式模块非穿通p-i-n二极管等离子抽取渡越时间振荡集总电路模型封装抑制方法

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