1.2 寄生参数分析与建模

寄生参数指在电路系统中非设计所需要但却真实存在的电感、电容、电阻等电路参数。比如，在电路系统中，薄膜电容器是用来提供容性，但由于实际电容器含有金属电极和引线端子，这些金属不可避免地形成了电阻和电感，尽管电阻和电感值很低，对外部电路作用微小，但却真实存在，这些电阻和电感便被称为寄生电阻、寄生电感。

寄生参数是不可避免的。任何导体都呈现某种程度的阻性和感性，同时，在高频段不可避免地都呈现某种程度的容性。电路设计时，人们通常尽可能地减小寄生参数以降低对电路的额外影响。通常，器件厂商会在数据手册里给出主要寄生参数以供设计者了解并考虑如何降低这些寄生参数的影响。

在电力电子变换器中，常见的元器件有电阻、电感、电容、变压器、功率半导体器件，它们的常见寄生参数模型如图1-2所示。图1-2中展示的只是这些元器件的基础寄生参数网络图，随着元器件的结构不同以及工作频率的提高，这些寄生参数网络可能会变得很复杂。此外，一些常被人们忽略的互连、支撑结构也会带来寄生参数，图1-3就展示了变换器中常见的叠层母排所带来的寄生电感，以及PCB焊盘、电容电极、接地外壳之间的寄生电容。过去，当功率器件开关速度较低或变换器工作频率较低时，整个变换器系统工作在低频电磁环境中，寄生参数对电路影响微弱，因此常被忽略。但是，正如第一节所述，随着功率半导体器件的不断进步，变换器已来到了高频化时代，并且其工作频率还会越来越高，此时元器件及变换器结构所带来的寄生参数网络会越来越复杂，并且对系统工作影响越来越大。若仍然被忽略，则不可避免地会带来种种问题，如电压尖峰、电流不均、门极串扰、电磁干扰和谐振偏移等，很大程度降低系统性能，甚至导致系统无法工作。

图1-2 电阻、电感、电容、变压器以及功率MOSFET的常见寄生参数模型示例

（模型与工作频率相关，会随频率改变而改变）

a）电阻 b）电感 c）电容 d）变压器 e）MOSFET

图1-3 叠层母排和PCB焊盘、电容电极、接地外壳等结构的寄生参数示例

a）叠层母排的寄生参数 b）电容电极、接地外壳的寄生参数

随着高频变换器时代的到来，寄生参数不可忽略，且日益重要，本节将详细介绍已有的电力电子变换器的寄生参数相关工作。