本发明涉及电力电子，尤其涉及一种sic mosfet开通过程分析方法、装置、计算机可读存储介质、计算机程序产品及终端设备。
背景技术：
1、电力电子技术正朝着高效率、高密度和高集成度的方向发展，传统的硅功率器件由于自身材料的限制，其带隙能量、热导率及电子漂移等物理特性已经接近极限而难以满足发展需求。在这样的背景下，以sic(碳化硅)为代表的宽禁带器件正逐渐取代传统的硅功率器件，由于sic mosfet功率器件具有正向导通电阻低、开关速度快、开关频率高、驱动电路简单等优点，并且这些优点对于小体积宽禁带器件设备的应用尤其重要，使得sicmosfet比其他商用宽禁带器件得到了更加广泛成熟地应用，sic mosfet凭借其优异的性能，在更高的开关频率和更高的功率等级的应用场合(如通信电源、新能源发电、电动汽车、工业设备、服务器等)中正逐步占据市场。
2、在大多数应用中，半导体器件的模型对于功率转换器的设计尤为重要，因为它们会影响仿真的准确性和系统的性能。目前有许多模型可以准确地计算出sic mosfet在开关条件下的电压和电流的暂态过程，然而，这些模型主要采用大量的微分方程组来描述电路，这虽然增加了精度，但也会增加计算的复杂性，并且在大规模仿真方面，这些模型会导致较长的仿真时间，使其不切实际，实用性较差。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的在于，提供一种sic mosfet开通过程分析方法、装置、计算机可读存储介质、计算机程序产品及终端设备，能够降低sic mosfet模型的复杂性，并提高sic mosfet模型的实用性。
2、为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种sic mosfet开通过程分析方法，包括：
3、构建sic mosfet的等效测试电路模型；
4、根据所述等效测试电路模型获取sic mosfet在开通过程的不同阶段的状态方程，以获得硬开关条件下的sic mosfet的行为模型；
5、对所述行为模型进行分析，以根据获得的分析结果进行电路设计与优化。
6、进一步地，所述根据所述等效测试电路模型获取sic mosfet在开通过程的不同阶段的状态方程，以获得硬开关条件下的sic mosfet的行为模型，具体包括：
7、根据所述等效测试电路模型分别获取sic mosfet在开通过程的不同阶段的电压电流关系式；其中，所述开通过程包括开通延迟阶段、漏极电流上升阶段、漏源极电压下降阶段和栅源极电压上升阶段；
8、根据所述不同阶段的电压电流关系式对应获取所述不同阶段的状态方程，以获得硬开关条件下的sic mosfet的行为模型。
9、进一步地，所述开通延迟阶段的电压电流关系式为：
10、
11、所述开通延迟阶段的状态方程为：
12、
13、其中，vg为栅极驱动电压，vgs为栅源极电压，vgd为栅漏极电压，vds为漏源极电压，ig为栅极驱动电流，id为漏极电流，rg为栅极驱动电阻，lg为栅极寄生电感，ls为源极寄生电感，cgs为栅源极寄生电容，cgd为栅漏极寄生电容，为vds的一阶导数，为id的一阶导数，为vgs的一阶导数，为ig的一阶导数，lsg＝ls+lg，ciss＝cgs+cgd。
14、进一步地，所述漏极电流上升阶段的电压电流关系式为：
15、
16、所述漏极电流上升阶段的状态方程为：
17、
18、其中，vdc为母线电压，vth为阈值电压，rs为等效串联电阻，ld为漏极寄生电感，gm为跨导，coss＝cgd+cds，cds为漏源极寄生电容，a＝cgd/cisscoss，b＝ls/lsdcoss，c＝rs/lsd，lsd＝ls+ld。
19、进一步地，所述漏源极电压下降阶段的电压电流关系式为：
20、
21、所述漏源极电压下降阶段的状态方程为：
22、
23、其中，cf为续流二极管结电容，vf为cf两端的电压，io为负载电流，d＝lsg/lsdcf。
24、进一步地，所述栅源极电压上升阶段的电压电流关系式为：
25、
26、所述栅源极电压上升阶段的状态方程为：
27、
28、其中，rds为导通电阻。
29、进一步地，所述对所述行为模型进行分析，以根据获得的分析结果进行电路设计与优化，具体包括：
30、根据预设的电路参数计算每一阶段的状态方程的参数；
31、根据所述开通延迟阶段的状态方程的参数和初始条件，对所述开通延迟阶段的状态方程进行求解，获得所述开通延迟阶段的解；
32、根据所述漏极电流上升阶段的状态方程的参数和所述开通延迟阶段的解，对所述漏极电流上升阶段的状态方程进行求解，获得所述漏极电流上升阶段的解；
33、根据所述漏源极电压下降阶段的状态方程的参数和所述漏极电流上升阶段的解，对所述漏源极电压下降阶段的状态方程进行求解，获得所述漏源极电压下降阶段的解；
34、根据所述栅源极电压上升阶段的状态方程的参数和所述漏源极电压下降阶段的解，对所述栅源极电压上升阶段的状态方程进行求解，获得所述栅源极电压上升阶段的解；
35、根据所述开通延迟阶段的解、所述漏极电流上升阶段的解、所述漏源极电压下降阶段的解和所述栅源极电压上升阶段的解进行电路设计与优化。
36、进一步地，所述根据所述开通延迟阶段的状态方程的参数和初始条件，对所述开通延迟阶段的状态方程进行求解，获得所述开通延迟阶段的解，具体包括：
37、利用第一计时器对所述开通延迟阶段的迭代时间进行步进；
38、在每一次迭代中，根据所述开通延迟阶段的状态方程的参数和初始条件，对所述开通延迟阶段的状态方程进行求解，直至所述开通延迟阶段结束，获得所述开通延迟阶段的解。
39、进一步地，所述根据所述漏极电流上升阶段的状态方程的参数和所述开通延迟阶段的解，对所述漏极电流上升阶段的状态方程进行求解，获得所述漏极电流上升阶段的解，具体包括：
40、利用第二计时器对所述漏极电流上升阶段的迭代时间进行步进；
41、在每一次迭代中，将所述开通延迟阶段的解和高压状态对应的结电容值作为初始值，根据所述漏极电流上升阶段的状态方程的参数对所述漏极电流上升阶段的状态方程进行求解，直至所述漏极电流上升阶段结束，获得所述漏极电流上升阶段的解。
42、进一步地，所述根据所述漏源极电压下降阶段的状态方程的参数和所述漏极电流上升阶段的解，对所述漏源极电压下降阶段的状态方程进行求解，获得所述漏源极电压下降阶段的解，具体包括：
43、将所述漏极电流上升阶段的解和高压状态对应的结电容值设置为初始值；
44、利用第三计时器对所述漏源极电压下降阶段的迭代时间进行步进；
45、利用计数器对迭代次数进行统计；
46、在每一次迭代中，根据所述漏源极电压下降阶段的状态方程的参数对所述漏源极电压下降阶段的状态方程进行求解，直至所述漏源极电压下降阶段结束，获得所述漏源极电压下降阶段的解；
47、其中，在所述漏源极电压下降阶段结束之前，当所述计数器的值达到预设数值时，对结电容值进行更新，并将所述计数器复位，重新开始计数。
48、进一步地，所述根据所述栅源极电压上升阶段的状态方程的参数和所述漏源极电压下降阶段的解，对所述栅源极电压上升阶段的状态方程进行求解，获得所述栅源极电压上升阶段的解，具体包括：
49、利用第四计时器对所述栅源极电压上升阶段的迭代时间进行步进；
50、在每一次迭代中，所述漏源极电压下降阶段的解和低压状态对应的结电容值作为初始值，根据所述栅源极电压上升阶段的状态方程的参数对所述栅源极电压上升阶段的状态方程进行求解，直至所述栅源极电压上升阶段结束，获得所述栅源极电压上升阶段的解。
51、为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种sic mosfet开通过程分析装置，用于实现上述任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法，所述装置包括：
52、电路模型构建模块，用于构建sic mosfet的等效测试电路模型；
53、行为模型获取模块，用于根据所述等效测试电路模型获取sic mosfet在开通过程的不同阶段的状态方程，以获得硬开关条件下的sic mosfet的行为模型；
54、行为模型分析模块，用于对所述行为模型进行分析，以根据获得的分析结果进行电路设计与优化。
55、本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括存储的计算机程序，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一项所述的sicmosfet开通过程分析方法。
56、本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法。
57、本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法。
58、与现有技术相比，本发明实施例提供了一种sic mosfet开通过程分析方法、装置、计算机可读存储介质、计算机程序产品及终端设备，先构建sic mosfet的等效测试电路模型，并根据等效测试电路模型获取sic mosfet在开通过程的不同阶段的状态方程，以获得硬开关条件下的sic mosfet的行为模型，再对行为模型进行分析，以根据获得的分析结果进行电路设计与优化。本发明实施例利用描述硬开关过程的行为模型对sic mosfet的开通过程进行仿真分析，该模型计算简单，仿真分析时间较短，并且可以获得较好的仿真分析结果，便于应用在电路设计与优化中，从而能够降低sic mosfet模型的复杂性，并提高sicmosfet模型的实用性。
1.一种sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述根据所述等效测试电路模型获取sic mosfet在开通过程的不同阶段的状态方程，以获得硬开关条件下的sic mosfet的行为模型，具体包括：
3.如权利要求2所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述开通延迟阶段的电压电流关系式为：
4.如权利要求3所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述漏极电流上升阶段的电压电流关系式为：
5.如权利要求4所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述漏源极电压下降阶段的电压电流关系式为：
6.如权利要求5所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述栅源极电压上升阶段的电压电流关系式为：
7.如权利要求6所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述对所述行为模型进行分析，以根据获得的分析结果进行电路设计与优化，具体包括：
8.如权利要求7所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述根据所述开通延迟阶段的状态方程的参数和初始条件，对所述开通延迟阶段的状态方程进行求解，获得所述开通延迟阶段的解，具体包括：
9.如权利要求7所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述根据所述漏极电流上升阶段的状态方程的参数和所述开通延迟阶段的解，对所述漏极电流上升阶段的状态方程进行求解，获得所述漏极电流上升阶段的解，具体包括：
10.如权利要求7所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述根据所述漏源极电压下降阶段的状态方程的参数和所述漏极电流上升阶段的解，对所述漏源极电压下降阶段的状态方程进行求解，获得所述漏源极电压下降阶段的解，具体包括：
11.如权利要求7所述的sic mosfet开通过程分析方法，其特征在于，所述根据所述栅源极电压上升阶段的状态方程的参数和所述漏源极电压下降阶段的解，对所述栅源极电压上升阶段的状态方程进行求解，获得所述栅源极电压上升阶段的解，具体包括：
12.一种sic mosfet开通过程分析装置，其特征在于，用于实现如权利要求1～11中任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法，所述装置包括：
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括存储的计算机程序，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1～11中任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法。
14.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1～11中任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法。
15.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1～11中任一项所述的sic mosfet开通过程分析方法。
