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功率半导体器件是电力电子装置的重要组成部分,它迅猛的发展极大地推进了电力电子技术的进步。绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种综合了电力MOSFET和双极型晶体管优点的功率半导体器件,广泛应用于电机控制等领域中。电子电路的效率主要取决于器件的功率损耗,并且IGBT在较高的工作频率下,由于开关损耗的增大易导致永久性损坏,所以研究IGBT的功率损耗具有很重要的意义。 计算机仿真以理论、数值分析和计算机为基础,能够真实地反应电路的特性,通过建立仿真模型和分析输出信息,能够改善与优化系统结构。通用仿真软件中没有IGBT的仿真模型,而PSpice仿真软件可使用一些基本的器件模型建立IGBT的模型,并且能够得到相对其它软件更精确的仿真结果。 本课题首先回顾功率半导体器件的发展状况,介绍国内外IGBT建模和损耗分析的现状,分析IGBT的结构、特性、工作原理及应用前景,为建立IGBT模型打下基础;重点以PSpice软件作为仿真平台,建立IGBT的静态和动态模型,详细分析模型的结构、参数配置,对模型的功率损耗进行深入地分析与计算。结合数据手册,与实际器件IRGSL30B60K型IGBT作对比,仿真和计算结果基本一致,由此验证模型的正确性和可靠性。本文所设计的IGBT模型已达到预期目标,能够用于实际IGBT器件的结构、特性及其电路系统的研究。最后提出一种降低IGBT损耗的方法,在恒流充电系统中试验,寻求使系统效率最大的参数设计。