IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法及装置

1.一种IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法，其特征在于，所述方法包括：响应于绝缘栅双极型晶体管IGBT芯片发生二类短路至短路电流达到峰值，根据电路参数建立集电极电流与换流回路电压的关系模型；利用芯片器件的物理特性建立集电极电流与栅极电压的关系模型；根据电容效应建立集射极电压与芯片集射极电压的关系模型；根据所述集电极电流与换流回路电压的关系模型、集电极电流与栅极电压的关系模型以及集射极电压与芯片集射极电压的关系模型确定IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流；其中，所述IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流的对应关系为：其中， i c 表征集电极电流、u CE,chip 表征芯片集射极电压， w 表征为栅极沟道宽度、μ n 表征沟道电子迁移率、C OX 表征沟道单位面积电容、l表征栅极沟道长度、α pnp 表征IGBT内部PNP晶体管放大倍数、U T 表征阈值电压、C GE 表征栅射极电容、ε s 表征芯片材料的介电常数、q表征电荷量、N D 表征载流子浓度、A q 表征有效载流子横截面积、v sat,P 表征饱和漂移速度。 2.根据权利要求1所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法，其特征在于，所述响应于IGBT芯片发生二类短路至短路电流达到峰值，根据电路参数建立集电极电流与换流回路电压的关系模型，包括：响应于IGBT芯片发生二类短路至短路电流达到峰值，根据芯片回路寄生电感、芯片封装寄生电感以及芯片集射极电压确定当前集电极电流和换流回路电压的对应关系。 3.根据权利要求1所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法，其特征在于，所述利用芯片器件的物理特性建立集电极电流与栅极电压的关系模型，包括：根据栅极沟道宽度、沟道电子迁移率、沟道单位面积电容、栅极沟道长度、IGBT内部PNP晶体管放大倍数以及阈值电压确定当前集电极电流和栅极电压的对应关系。 4.根据权利要求1所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法，其特征在于，所述根据电容效应建立集射极电压与芯片集射极电压的关系模型，包括：根据集栅极电容随集栅极电压的变化关系，以及集栅极电容与耗尽层宽度的对应关系，得到集射极电压和芯片集射极电压的对应关系。 5.根据权利要求1所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法，其特征在于，所述根据所述集电极电流与换流回路电压的关系模型、集电极电流与栅极电压的关系模型以及集射极电压与芯片集射极电压的关系模型确定IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流，包括：根据所述集电极电流和栅极电压的对应关系、所述集射极电压和芯片集射极电压的对应关系以及所述集电极电流和换流回路电压的对应关系，确定IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流。 6.一种IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估装置，其特征在于，所述装置包括：回路电压表征模块，用于：响应于IGBT芯片发生二类短路至短路电流达到峰值，根据电路参数建立集电极电流与换流回路电压的关系模型；栅极电压表征模块，用于：利用芯片器件的物理特性建立集电极电流与栅极电压的关系模型；集射极电压表征模块，用于：根据电容效应建立集射极电压与芯片集射极电压的关系模型；电压电流评估模块，用于根据所述集电极电流与换流回路电压的关系模型、集电极电流与栅极电压的关系模型以及集射极电压与芯片集射极电压的关系模型确定IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流；其中，所述IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流的对应关系为：其中， i c 表征集电极电流、u CE,chip 表征芯片集射极电压， w 表征为栅极沟道宽度、μ n 表征沟道电子迁移率、C OX 表征沟道单位面积电容、l表征栅极沟道长度、α pnp 表征IGBT内部PNP晶体管放大倍数、U T 表征阈值电压、C GE 表征栅射极电容、ε s 表征芯片材料的介电常数、q表征电荷量、N D 表征载流子浓度、A q 表征有效载流子横截面积、v sat,P 表征饱和漂移速度。 7.根据权利要求6所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估装置，其特征在于，所述回路电压表征模块具体用于：响应于IGBT芯片发生二类短路至短路电流达到峰值，根据芯片回路寄生电感、芯片封装寄生电感以及芯片集射极电压确定当前集电极电流和换流回路电压的对应关系。 8.根据权利要求6所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估装置，其特征在于，所述栅极电压表征模块具体用于：根据栅极沟道宽度、沟道电子迁移率、沟道单位面积电容、栅极沟道长度、IGBT内部PNP晶体管放大倍数以及阈值电压确定当前集电极电流和栅极电压的对应关系。 9.根据权利要求6所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估装置，其特征在于，所述集射极电压表征模块具体用于：根据集栅极电容随集栅极电压的变化关系，以及集栅极电容与耗尽层宽度的对应关系，得到集射极电压和芯片集射极电压的对应关系。 10.根据权利要求6所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估装置，其特征在于，所述电压电流评估模块具体用于：根据所述集电极电流和栅极电压的对应关系、所述集射极电压和芯片集射极电压的对应关系以及所述集电极电流和换流回路电压的对应关系，确定IGBT芯片发生二类短路过程中的集射极电压和集电极电流。 11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5任一项所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法的步骤。 12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法的步骤。 13. 一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求 1至5任一项所述的IGBT二类短路过程瞬态电压和电流评估方法的步骤。