DSIM采用了一种创新的建模方法,即分段解析瞬态(PAT)模型,以模拟半导体器件的物理行为。PAT模型能够仿真半导体器件的开关瞬态,且计算速度非常快。绝大多数PAT模型参数均可从器件的数据手册中获得。开关瞬态过程仿真结果可以服务于器件、装备与系统运行状态分析与评估,同时可用于DSIM内提供的损耗计算功能(详见”功能展示“下的”损耗计算和热电耦合“部分)。
使用开关瞬态模型仿真
仿真结果如下图所示。左上图为DAB原副边电压,左下图为电源输入电流与负载的输出电压与电流,右上图为T型三电平A相Sa1管的管电压与管电流,右下图为DAB原边的Sa1管的管电压与管电流。
下面展示了使用DSIM对50kVA的固态变压器(SST)进行开关瞬态模型仿真案例。该SST包含AC-DC整流,DAB隔离,DC-AC逆变三级电能变换,其中整流采用IGBT模块,开关频率为4kHz;DAB隔离采用SiC MOSFET模块,开关频率20kHz;逆变采用IGBT模块,开关频率为8kHz。各级变换器均使用开关瞬态模型(PAT模型)。对电路建模如下图所示。
在建模完成后选择开关器件型号,以DAB为例,双击打开开关模块属性,模型级别选择SiC MOSFET,分别选择原边与副边的SiC MOSFET型号。
下图展示了整流级Sa1管开通瞬态的电压电流波形。
开关瞬态过程仿真