Simulative Untersuchung des Schaltverhaltens von Hochvolt-MOSFETs im Tiefsetzsteller zur Verifizierung des Schaltermodells mit Hilfe des Simulationtools DIGSIM. - 60 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Die Verifizierung des Schaltermodells ist anhand des Schaltverhaltens vom Hochvolt-MOSFET im Tiefsetzsteller durchgeführt. Hierzu ist das Betriebsverhalten des MOSFET-Modells in einem weiten Arbeitsbereich untersucht worden, indem die Kommutierungsvorgänge für unterschiedliche Gatewiderstände im Arbeitspunkt bei Nennstrom und für einen Gatewiderstand bei verschiedenen Lastströmen bewertet worden sind. Die Ermittlung einiger unveränderlicher Parameter erfolgte anhand der Datenblattangaben. Die Optimierung von veränderlichen Parametern ist mit Hilfe von gemessenen Schaltverläufen des MOSFET-Typs SPP11N60C2 empirisch durchgeführt. Die Charakterisierung der erzielbaren Genauigkeit des Strom- und Spannungsverlaufs im Arbeitspunkt beim Nennstrom ergab ein Fehlverhalten, dass sich in einem geringeren Überstrom beim Einschalten und einer geringeren Stromentlastung beim Ausschalten äußerte. Beim Ausschalten von kleineren Strömen als dem Nennstrom nahm der Fehler im Stromverlauf mit kleiner werdendem Spannungsanstieg ab. Dabei benötigt das Schaltermodell eine Optimierung der Parameter beim Arbeitspunktwechsel. Die Nachbildung des Gatekreises mit normierten Größen stellte sich als unzureichend dar. Dem Nutzer ist eine direkte Parametrierung der Schwellenspannung, der Treiberspannung und des Gatewiderstandes nicht gewährleistet. Desweiteren ist ein Vergleich zwischen gemessener und simulierter Steuerspannung nicht gegeben. Zusammenfassend sind der Gatekreis und die dv/dt-Gegenkopplung für die Spannungskommutierung ungenügend. Zur Analyse der Parameter bei hochfrequentem Schalten stellt das Simulationsmodell ein effektives und numerisch stabiles Werkzeug dar. Die Rechenzeit zur simulativen Bewertung einzelner Systemparameter auf den Kommutierungsvorgang benötigt am Standard-PC wenige Sekunden.