CN117761497B - 基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法和系统，与传统的SiC MOSFET结温测量方法对比，解决了现有技术中结温测量方法温度敏感度较低的技术问题；该方法采用分数阶模型，具有灵活和精确的优点，能有效提高SiC MOSFET电参数的温度敏感度，从而实现更准确、快速的结温测量；这种方法有助于改善电力电子设备的安全性和稳定性，减少由于器件过热导致的故障，并且提高了器件的可靠性，降低维护成本；此外，它还为其他相关领域提供了一个全新的分析工具，拓宽了应用范围，具有重要的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法和系统。
背景技术
功率型碳化硅（SiC）MOSFET器件是电力电子系统中的关键组件，它们以高传热能力和高功率密度的特性突出。这些器件的可靠性和性能至关重要，因为在应用中，它们常常要在较高的环境温度下，以及在频繁的电源循环条件中运行，这往往造成了极高的器件结温。因此，功率半导体器件的温度控制和热管理成为了一个广受关注的问题。为了进行状态监测，如监测焊线的退化和上升，以及预测器件寿命以前的失效，引入了对器件实时结温的测量方法。根据行业报告，大约38％的电力变换器系统故障是由电源器件故障引发的，而近55％的器件故障是由过高的温度造成的。此外，每10℃的结温升高都会使器件的故障率增加一倍。因此，准确地获取电力器件的最高结温对于保障电力电子系统的安全稳定运行具有重大的实际意义。
目前存在的结温测量方法存在温度敏感度较低的不足。
因此，需要提供一种准确性、温度敏感度更高的SiC MOSFET结温测量方法。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本申请提出了一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法和系统。
本申请通过以下技术手段解决上述问题：
本申请第一方面提供一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法，包括如下步骤：
步骤S100、采集RC电路的电能数据，并对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型；
步骤S200、建立SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路，并应用所述RC电路的分数阶模型计算SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu；
步骤S300、根据SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu确定SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
步骤S400、通过调节所述分数阶模型的阶数，增加toff_delay的值和SiC MOSFET的结温之间的温度相关性，通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温。
作为优选的，所述对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型，包含以下步骤：
RC电路的电容电流IC为 ，其中VC为RC电路中电容器的电压,α为分数阶建模的阶数，C为RC电路中电容器电容；
由KVL定律可以得到，电路方程为： ；
带入齐次方程，可以得到 /> ；
式中，U0为直流电源，S为常数，R为RC电路中电阻元件的电阻；可以得到：
；
式中，为离散后的/>，通过FIR滤波器的形式近似得到分数阶模型。
进一步的，根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的开通延时阶段，即t0-t2时间段，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
式中，为离散后的/>，α为分数阶模型的阶数，其中V GH 为正向驱动电压，V GL 为负向关断电压，R G 为栅极回路驱动电阻，包括SiC MOSFET内部电阻和外部驱动电阻，/>为该阶段的时间常数，可用下式表示：
；
式中，RG为栅极电阻，CGS和CGD分别为栅源等效电容和米勒电容；
在这个阶段，VGS会上升到阈值电压VTH值，由此可以得到：
。
进一步的，所述漏极电流上升阶段的时间tri的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏级电流上升阶段，即t2-t3时间段，VGS会上升到米勒平台电压V GP ，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
所述漏极电流上升阶段的时间tri表达式为：
；
式中，VGP为米勒平台电压。
进一步的，所述漏源电压下降阶段的时间tfu的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏源电压下降阶段，即t3-t4时间段，漏源极电压VDS会从母线电压VDC降低到VDS(on)，VDS的表达式为 ：
；
所述漏源电压下降阶段的时间tfu表达式为：
；
式中，V DS(on) 为导通压降，V DC 为母线电压。
进一步的，所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay的表达式为：
。
进一步的，所述通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温，包含：
实时监测和计算所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
将所得到的准开通延时toff_delay与预先设定的电压波形图进行比较和分析；
根据所述比较和分析的结果，确定所述SiC MOSFET的结温。
本申请第二方面提供一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量系统，包括：
处理模块，采集RC电路的电能数据，并对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型；
计算模块，建立SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路，并应用所述RC电路的分数阶模型计算SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu；
生成模块，根据SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu确定SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
确定模块，通过调节所述分数阶模型的阶数，增加toff_delay的值和SiC MOSFET的结温之间的温度相关性，通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明提供了一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法和系统，与传统的SiC MOSFET结温测量方法对比，解决了现有技术中结温测量方法温度敏感度较低的技术问题。该方法采用分数阶模型，具有灵活和精确的优点，能有效提高SiC MOSFET电参数的温度敏感度，从而实现更准确、快速的结温测量。这种方法有助于改善电力电子设备的安全性和稳定性，减少由于器件过热导致的故障，并且提高了器件的可靠性，降低维护成本。此外，它还为其他相关领域提供了一个全新的分析工具，拓宽了应用范围，具有重要的实用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种RC电路的充放电示意图；其中，（a）为充电过程示意图，（b）为放电过程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种SiC MOSFET及其驱动回路等效电路示意图；
图3是本发明实施例提供的一种SiC MOSFET开通过程各个相关参数波形图；
图4是本发明实施例提供的一种准开通延时toff_delay与其影响因素的关系图；
图5是本发明实施例提供的一种SiC MOSFET在不同温度下开通过程中的电压波形图；
图6是本发明实施例提供的一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量流程图；
图7是本发明实施例提供的一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例一
金属氧化物半导体场效晶体管（简称：金氧半场效应管；英语：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，缩写：MOSFET），是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效应管。
RC电路：全称电阻-电容电路（英语：Resistor-Capacitance circuit），一次RC电路由一个电阻器和一个电容器组成。按电阻电容排布，可分为RC串联电路和RC并联电路；单纯RC并联不能谐振，因为电阻不储能，LC并联可以谐振。
KVL定律：基尔霍夫电压定律（Kirchhoff Voltage Law），这是电路中电压所遵循的基本规律，内容是在任何一个闭合回路中，各元件上的电压降的代数和等于电动势的代数和，即从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即∑U=0。它是由德国物理学家G.R.基尔霍夫在1845年提出的，是分析和计算较为复杂电路的基础。
SiC MOSFET：碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）是一种具有高耐热能力、低电阻特性的新型半导体材料。相比于传统的硅基半导体，其能够在更高温度下稳定工作，并且拥有更低的导通电阻和开关损耗。因此，SiC MOSFET 可以应用于高压转换器等领域，有助于改善能源效率和系统性能。
本申请实施例提供一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法，包括如下步骤：
步骤S100、采集RC电路的电能数据，并对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型；
步骤S200、建立SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路，并应用所述RC电路的分数阶模型计算SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu；
步骤S300、根据SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu确定SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
步骤S400、通过调节所述分数阶模型的阶数，增加toff_delay的值和SiC MOSFET的结温之间的温度相关性，通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温。
作为优选的，参考图1的RC电路示意图，所述对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型，包含以下步骤：
RC电路的电容电流IC为 ，其中VC为RC电路中电容器的电压,α为分数阶建模的阶数，C为RC电路中电容器电容；
由KVL定律可以得到，电路方程为： ；
带入齐次方程，可以得到 /> ；
式中，U0为直流电源，S为常数，R为RC电路中电阻元件的电阻；可以得到：
；
式中，为离散后的/>，通过FIR滤波器的形式近似得到分数阶模型。
参考图2 为一种SiC MOSFET及其驱动回路的等效电路示意图，电路中包括驱动电源V driver ，外部驱动电阻R G_ext ，外部寄生电感L G_ext ，内部等效电阻R G_int ，内部寄生电感L G_int ，漏源等效电容C DS ，米勒电容C GD ，栅源等效电容C GS ，功率源极内部电感L sp 以及开尔文源极内部电感L sk 。其中输入等效电容C iss 为C GD 与C GS 之和。
将SiC MOSFET的驱动回路等效为RC电路，通过对RC电路进行分数阶建模,可以得到SiC MOSFET的驱动回路的分数阶表达式。
参考图3 SiC MOSFET开通瞬间各个参数的波形图，分为几个阶段。
阶段I：开通延时阶段（t0~t2），这一阶段持续的时间称为SiC MOSFET的开通延时时间td；
阶段II：开通延时阶段（t2~t3），这一阶段称为漏极电流上升阶段tri；
阶段III：开通延时阶段（t3~t4），这一阶段称为漏源电压下降阶段tfu；
准开通延时toff_delay定义为VGS从VGL开始上升时刻与VDS从母线电压降为导通压降VDS(on)时刻的时间间隔。
进一步的，所述SiC MOSFET的开通延时时间td计算步骤包括：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的开通延时阶段，即t0-t2时间段，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
式中，为离散后的/>，α为分数阶模型的阶数，其中V GH 为正向驱动电压，V GL 为负向关断电压，R G 为栅极回路驱动电阻，包括SiC MOSFET内部电阻和外部驱动电阻，/>为该阶段的时间常数，可用下式表示：
；
式中，RG为栅极电阻，CGS和CGD分别为栅源等效电容和米勒电容；
在这个阶段，VGS会上升到阈值电压VTH值，由此可以得到：
；
进一步的，所述漏极电流上升阶段的时间tri的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏级电流上升阶段，即t2-t3时间段，VGS会上升到米勒平台电压V GP ，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
所述漏极电流上升阶段的时间tri表达式为：
；
式中，VGP为米勒平台电压。
进一步的，所述漏源电压下降阶段的时间tfu的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏源电压下降阶段，即t3-t4时间段，漏源极电压VDS会从母线电压VDC降低到VDS(on)，VDS的表达式为 ：
；
所述漏源电压下降阶段的时间tfu表达式为：
；
式中，V DS(on) 为导通压降，V DC 为母线电压。
进一步的，所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay的表达式为：
；
由此可知，准开通延时t off_delay 受到器件米勒平台电压V GP 和导通压降V DS(on) 的影响与温度呈现负相关关系，t off_delay 还与驱动电阻、电压和电容有关。当SiC MOSFET驱动回路参数确定后，电阻和电压保持不变。而电容不受负载电流的影响，但会随母线电压的上升呈下降趋势，从而减小上式中的t d 和t ri 。对于tfu而言，母线电压的上升对它的影响不能确定。
图4总结了变量对t d 和t off_delay 的影响。图中，Tj为结温。
进一步的，所述基于所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay得到所述SiC MOSFET的结温，包含：
实时监测和计算所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
将所得到的准开通延时toff_delay与预先设定的电压波形图进行比较和分析；
根据所述比较和分析的结果，确定所述SiC MOSFET的结温。
图5是在LTspice仿真软件中相同参数条件下得到的SiC MOSFET开通过程中的电压波形。从图中可以看到，随着温度的升高，V DS 降到V DS(on) 的时刻提前。在100℃的温差下，t off_delay 相差约16ns，即温度灵敏度为-0.16ns/℃。
实施例二
参考图7，本申请第二方面提供一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量系统，包括：
处理模块，采集RC电路的电能数据，并对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型；
计算模块，建立SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路，并应用所述RC电路的分数阶模型计算SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu；
生成模块，根据SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu确定SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
确定模块，通过调节所述分数阶模型的阶数，增加toff_delay的值和SiC MOSFET的结温之间的温度相关性，通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温。
尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明提供了一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法和系统，与传统的SiC MOSFET结温测量方法对比，解决了现有技术中结温测量方法温度敏感度较低的技术问题。该方法采用分数阶模型，具有灵活和精确的优点，能有效提高SiC MOSFET电参数的温度敏感度，从而实现更准确、快速的结温测量。这种方法有助于改善电力电子设备的安全性和稳定性，减少由于器件过热导致的故障，并且提高了器件的可靠性，降低维护成本。此外，它还为其他相关领域提供了一个全新的分析工具，拓宽了应用范围，具有重要的实用价值。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S100、采集RC电路的电能数据，并对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型；
步骤S200、建立SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路，并应用所述RC电路的分数阶模型计算SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu；
所述SiC MOSFET的开通延时时间td计算步骤包括：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的开通延时阶段，即t0-t2时间段，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
式中，为离散后分数阶模型的/>，α为分数阶模型的阶数，V GH 为正向驱动电压，V GL 为负向关断电压，R G 为栅极电阻，包括SiC MOSFET内部电阻和外部驱动电阻，t0、t1、t2分别为SiC MOSFET开通延时阶段的时间节点，/>为时间常数，用下式表示：
；
式中，RG为栅极电阻，CGS和CGD分别为栅源等效电容和米勒电容；
在这个阶段，VGS会上升到阈值电压VTH值，由此得到：
；
所述漏极电流上升阶段的时间tri的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏极电流上升阶段，即t2-t3时间段，VGS会上升到米勒平台电压V GP ，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
式中，V TH 为阈值电压，t2和t3分别为SiC MOSFET漏极电流上升阶段的起始时间节点和终止时间节点；
所述漏极电流上升阶段的时间tri表达式为：
；
式中，VGP为米勒平台电压；
所述漏源电压下降阶段的时间tfu的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏源电压下降阶段，即t3-t4时间段，漏源极电压VDS会从母线电压VDC降低到VDS(on)，VDS的表达式为 ：
；
所述漏源电压下降阶段的时间tfu表达式为：
；
式中，V DS(on) 为导通压降，V DC 为母线电压，t3和t4分别为SiC MOSFET漏源电压下降阶段的起始时间节点和终止时间节点；
步骤S300、根据SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu确定SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay的表达式为：
；
步骤S400、通过调节所述分数阶模型的阶数，增加toff_delay的值和SiC MOSFET的结温之间的温度相关性，通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温。
2.根据权利要求1所述的基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法，其特征在于，所述对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过 KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型，包含以下步骤：
RC电路的电容电流IC为 ，其中VC为RC电路中电容器的电压,α为分数阶建模的阶数，C为RC电路中电容器电容；
由KVL定律得到，电路方程为： ；
带入齐次方程，得到 /> ；
式中，U0为直流电源，S为常数，R为RC电路中电阻元件的电阻；得到：
；
通过FIR滤波器的形式近似得到分数阶模型。
3.根据权利要求1所述的基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量方法，其特征在于，所述通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温，包含：
实时监测和计算所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
将所得到的准开通延时toff_delay与预先设定的电压波形图进行比较和分析；
根据所述比较和分析的结果，确定所述SiC MOSFET的结温。
4.一种基于分数阶建模的SiC MOSFET结温测量装置，包括：
处理模块，采集RC电路的电能数据，并对RC电路中的电容电流进行分数阶建模，通过KVL 定律和齐次方程得到包含分数阶模型的电路方程，生成RC电路的分数阶模型；
计算模块，建立SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路，并应用所述RC电路的分数阶模型计算SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu；
所述SiC MOSFET的开通延时时间td计算步骤包括：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的开通延时阶段，即t0-t2时间段，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
式中，为离散后分数阶模型的/>，α为分数阶模型的阶数，V GH 为正向驱动电压，V GL 为负向关断电压，R G 为栅极电阻，包括SiC MOSFET内部电阻和外部驱动电阻，t0、t1、t2分别为SiC MOSFET开通延时阶段的时间节点，/>为时间常数，用下式表示：
；
式中，RG为栅极电阻，CGS和CGD分别为栅源等效电容和米勒电容；
在这个阶段，VGS会上升到阈值电压VTH值，由此得到：
；
所述漏极电流上升阶段的时间tri的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏极电流上升阶段，即t2-t3时间段，VGS会上升到米勒平台电压V GP ，基于分数阶栅源极电压VGS的分数阶表达式为：
；
式中，V TH 为阈值电压，t2和t3分别为SiC MOSFET漏极电流上升阶段的起始时间节点和终止时间节点；
所述漏极电流上升阶段的时间tri表达式为：
；
式中，VGP为米勒平台电压；
所述漏源电压下降阶段的时间tfu的计算步骤包含：
根据对SiC MOSFET驱动回路的等效RC电路的分数阶建模得到基于分数阶模型下，在SiC MOSFET的漏源电压下降阶段，即t3-t4时间段，漏源极电压VDS会从母线电压VDC降低到VDS(on)，VDS的表达式为 ：
；
所述漏源电压下降阶段的时间tfu表达式为：
；
式中，V DS(on) 为导通压降，V DC 为母线电压，t3和t4分别为SiC MOSFET漏源电压下降阶段的起始时间节点和终止时间节点；
生成模块，根据SiC MOSFET的开通延时时间td、漏极电流上升阶段的时间tri、漏源电压下降阶段的时间tfu确定SiC MOSFET的准开通延时toff_delay；
所述SiC MOSFET的准开通延时toff_delay的表达式为：
；
确定模块，通过调节所述分数阶模型的阶数，增加toff_delay的值和SiC MOSFET的结温之间的温度相关性，通过toff_delay的值确定所述SiC MOSFET的结温。
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