یک مدل با جزئیات از یک ماژول قدرت IGBT نیم پل بر اساس محاسبه تحلیلی و اندازه گیری جهت استفاده در مطالعات سازگاری الکترومغناطیسی

اندوکتانس های پراکندگی بسته بندی یک ماژول قدرت سبب بروز مشکلات فراوانی مخصوصا در حوزه سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) می شود. تغییرات ناگهانی بزرگ در ولتاژ و جریان ناشی از اندوکتانس/خازن نزدیک سوییچ در فرایند کلیدزنی، منبع اصلی تداخلات الکترومغناطیس (EMI) است. برای غلبه بر این مشکلات پارامترهای پراکندگی ماژول باید به طور دقیق و صحیح تعیین گردد. در این مقاله یک مدل دقیق با جزییات از یک ماژول IGBT تجاری با ساختار نیم پل ارایه شده است. این مدل شامل اندوکتانس های پراکندگی پایه ها، بوند وایرها، بسترهای DBC، و خازن های پراکندگی ماژول و خازنهای IGBTها است. روابط تحلیلی ساده شده ای جدیدی برای محاسبه مقادیر اندوکتانس ها و خازن های پراکندگی ارایه و با نتایج شبیه سازی در نرم افزار ANSYS Q3D مقایسه شده است. همچنین به منظور ارزیابی صحت مدل پیشنهادی، کلیه پارامترها به کمک یک روش استخراج پراکندگی براساس اندازه گیری دو-درگاهه حاصل شده اند. نتایج نشان از تطبیق قابل قبولی میان مقادیر اندازه گیری شده و مقادیر شبیه سازی شده است. در نهایت مدل پیشنهادی توسط اتصال دینامیکی فضای حالت در نرم افزار ANSYS Simplorer تحقق یافته و یک مدار تست دو-پالسه برای اعتبار سنجی مدل بکار گرفته شده است. با مقایسه شکل موج های جریان و ولتاژ شبیه سازی شده با نتایج حاصل از تست، قابلیت مدل پیشنهادی در شبیه سازی رفتار گذرایی سوییچ ها برای مطالعات EMC، به اثبات رسیده است.