一种针对IGBT和PIN二极管换流单元的瞬态分段分析模型的制作方法

本发明涉及功率半导体器件技术领域，特别是涉及针对igbt和pin二极管换流单元的瞬态分段分析模型。

背景技术：

绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)是目前在电力电子装置中得到广泛应用的功率开关器件。为保证反向续流能力，igbt常常要并联pin二极管。在电力电子变换器中，igbt与对管pin二极管构成一组基本换流单元，完成能量变换的基本功能。

在电力电子装置的仿真、分析和设计过程中，功率开关器件例如igbt和pin二极管常常被当作理想开关。这种理想化的建模不能反映器件的开关特性，例如开关延时、开关损耗、开关电压电流尖峰等等，因此有必要建立开关瞬态模型。

目前常规的开关瞬态模型通常难以兼顾模型精度和解算效率，因此难以用在含有许多器件的复杂变换装置中。例如，机理模型针对半导体物理机制建模，模型形式通常为复杂的微分方程和等效电路，例如hefnerigbt模型等。这种模型具有较高精度，但解算速度很慢，经常不收敛，而且半导体物理参数难以获取。行为模型通常不考虑器件内部物理机制，直接对其外特性进行建模，但这种方式往往不能满足精度要求，有时也没有考虑参数在不同工况下的变化。另外，大部分行为模型同样是利用等效电路对器件进行建模，例如saber仿真软件中的igbt1模型。这样的建模方法同样面临收敛性和仿真速度的问题。

因此希望有一种针对igbt和pin二极管换流单元的瞬态分段分析模型以解决现有技术中常规器件模型难以兼顾仿真精度和仿真效率的问题。

技术实现要素：

本发明公开了一种针对igbt和pin二极管换流单元的瞬态分段分析模型，所述瞬态分段分析模型通过以下步骤来确定：

步骤1：根据数据手册的图表信息，提取瞬态分段分析模型参数；

步骤2：根据数据手册中含有温度系数的图表信息提取瞬态分段分析模型参数温度修正系数；

步骤3：确定换流单元开通和关断瞬态过程的阶段划分及瞬态分段分析模型模式,根据开通和关断瞬态过程的不同物理机制，将开通和关断瞬态过程划分为不同阶段，每个阶段利用瞬态分段分析模型中的电流源-电压源模式或电压源-电流源模式中的一种对换流单元建模，其中，电流源-电压源模式将绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，将pin二极管建模为电压源，电压源-电流源模式将绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，将pin二极管建模为电流源；

步骤4：确定步骤3中换流单元开通瞬态过程各阶段的电压源和电流源的表达式；

步骤5：确定步骤3中换流单元关断瞬态过程各阶段电压源和电流源的表达式。

优选地,所述步骤1中瞬态分段分析模型参数包括：mos门极阈值电压、绝缘栅双极型晶体管等效跨导、绝缘栅双极型晶体管等效电容参数和pin二极管反恢复参数；

①根据数据手册中的mos门极阈值电压vt提取所述mos门极阈值电压；

②根据以下公式提取绝缘栅双极型晶体管等效跨导：

ic＝k(vge-vt)²

其中，ic是绝缘栅双极型晶体管集电极电流，k是绝缘栅双极型晶体管等效跨导，vge是绝缘栅双极型晶体管门极电压，利用数据手册中的转移特性曲线对上式进行拟合，确定绝缘栅双极型晶体等效跨导k；

③根据以下公式提取绝缘栅双极型晶体管等效电容参数：

其中，cgc是绝缘栅双极型晶体管门极-集电极等效电容，λ是绝缘栅双极型晶体管电容系数，vce是绝缘栅双极型晶体管集电极-发射极电压，vlim是电容转换点电压，coxd是氧化物电容，利用数据手册中的电容曲线对上式进行拟合，确定参数λ,vlim和coxd的值；

④根据以下公式提取pin二极管反恢复参数：

irr＝aid^b

trr＝cid^d

其中，irr是pin二极管反恢复电流，trr是pin二极管反恢复时间，a,b,c,d是系数，利用数据手册中的反恢复曲线对上式进行拟合，确定参数a,b,c,d的值。

优选地,所述步骤2提取瞬态分段分析模型参数温度修正系数的具体步骤包括：

步骤2.1：根据以下公式确定阈值电压温度修正系数：

vt(tj)＝vt(t0)-α(tj-t0)

其中，vt是mos门极阈值电压，tj是结温，t0是数据手册测试温度，α是mos门极阈值电压温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定α值；

步骤2.2：根据以下公式确定绝缘栅双极型晶体管等效跨导温度修正系数：

其中，β是绝缘栅双极型晶体管等效跨导温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定β值；

步骤2.3：根据以下公式确定pin二极管反恢复电荷温度修正系数：

其中，qrr是pin二极管反恢复电荷，γ是pin二极管反恢复电荷温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定γ的值；

步骤2.4：根据以下公式确定pin二极管反恢复时间温度修正系数：

其中，trr是pin二极管反恢复时间，η是pin二极管反恢复时间温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定η的值；

步骤2.5：根据以下公式确定绝缘栅双极型晶体管通态压降温度修正系数：

vsat(tj)＝vsat(t0)+κ(tj-t0)

其中，vsat是绝缘栅双极型晶体管通态压降，κ是绝缘栅双极型晶体管通态压降温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定κ的值。

优选地,所述步骤3中的开通瞬态过程划分为六个阶段；阶段1是瞬态过程开始直到集电极电流开始上升，阶段2是集电极电流开始上升直到集电极电流上升到负载电流，阶段3是集电极电流上升到负载电流到集电极电流上升到最大值，阶段4是集电极电流上升到最大值到集电极电流下降到负载电流，阶段5是集电极电流下降到负载电流直到管压降下降到米勒电平与电容转换点电压之和，阶段6是管压降下降到米勒电平与电容转换点电压之和直到管压降下降到通态压降；其中，阶段1、2和3采用所述电流源-电压源模式建模，阶段4、5和6采用所述电压源-电流源模式建模。

优选地,所述步骤3中的关断瞬态过程划分为六个阶段；阶段1是瞬态过程开始直到管压降开始上升，阶段2是管压降开始上升直到管压降上升到米勒电平与电容转换点电压之和，阶段3是管压降上升到米勒电平与电容转换点电压之和直到管压降上升到直流母线电压，阶段4是管压降上升到直流母线电压直到集电极电流快速下降过程的一半，阶段5是集电极电流快速下降过程的一半直到集电极电流下降到拖尾电流，阶段6是集电极电流下降到拖尾电流直到集电极电流下降到零；其中，阶段1、2和3采用所述电压源-电流源模式建模，阶段4、5和6采用所述电流源-电压源模式建模。

优选地，所述步骤4确定步骤3中六个换流单元开通瞬态过程阶段的电压和电流源的表达式，若采用电流源-电压源模式，则绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，电流表达式记为ic，pin二极管建模为电压源，电压表达式记为vd；若采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，电压表达式记为vce；pin二极管建模为电流源，电流记为id；

步骤4.1：开通瞬态过程阶段1，即[t0,t1]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，ic＝0；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间其中tdon是导通延迟时间；τ1是时间常数，表达式为τ1＝(cge+cgc)(rgon+rgint)，rgon是门极开通电阻，rgint是门极内电阻；vgon是驱动导通电压，vgoff是驱动关断电压；

步骤4.2：开通瞬态过程阶段2，即[t1，t2]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，ic＝k(vge-vt)²；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间其中tr是上升时间，vml是米勒电平，表达式为vml＝vge(t2)＝vge(ic＝il)，il是负载电流，vge的表达式为

步骤4.3：开通瞬态过程阶段3，即[t2，t3]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，ic＝k(vge-vt)²；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间其中vgerr是反恢复过程的门极电压尖峰，表达式为vge的表达式为

步骤4.4：开通瞬态过程阶段4，即[t3，t4]，采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，其中igon是开通过程门极充电电流，表达式为pin二极管建模为电流源，持续时间根据t4-t2＝trr确定；

步骤4.5：开通瞬态过程阶段5，即[t4，t5]，采用电压源-电流源模式绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，与阶段4相同；pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据确定；

步骤4.6：开通瞬态过程阶段6，即[t5，t6]，采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，vce＝vlim+vml-igon(t-t5)/coxd；pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据t6＝t(vce＝vsat)＝t5+coxd(vlim+vml-vsat)/igon确定。

优选地，所述步骤5确定所述步骤3中的换流单元关断瞬态过程各阶段电压和电流源的表达式，若采用电流源-电压源模式，则绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，电流表达式记为ic，pin二极管建模为电压源，电压表达式记为vd；若采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，电压表达式记为vce；pin二极管建模为电流源，电流记为id；

步骤5.1：关断瞬态过程阶段1，即[t7，t8]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，vce＝vsat；pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据确定，其中tdoff是关断延迟时间；τ2是时间常数，表达式为τ2＝(cge+cgc)(rgoff+rgint)，rgoff是门极关断电阻；

步骤5.2：关断瞬态过程阶段2，即[t8，t9]，采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，其中igoff是关断过程门极放电电流，表达式为pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据t9-t8＝(vlim+vml-vsat)coxd/igoff确定；

步骤5.3：关断瞬态过程阶段3，即[t9，t10]，采用电压源-电流源模式模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据确定；

步骤5.4：关断瞬态过程阶段4，即[t10,t11]，采用电流源-电压源模式模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，其中是关断过程电流最大变化率，表达式为tfast是电流快下降阶段持续时间，ttail是电流拖尾阶段持续时间，itail是拖尾电流；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间根据t11-t10＝tfast/2确定；

步骤5.5：关断瞬态过程阶段5，即[t11,t12]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间根据t12-t11＝tfast/2确定；

步骤5.6：关断瞬态过程阶段6，即[t12,t13]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间根据t13-t12＝ttail确定。

本发明公开了一种针对igbt和pin二极管换流单元的瞬态分段分析模型，所述瞬态分段分析模型对换流单元瞬态过程进行分段，在不同阶段利用时变电压源和电流源的组合来对绝缘栅双极型晶体管和续流二极管建模，从而实现瞬态过程复杂物理机制的降阶解耦，极大地提高了模型的收敛性和运算速度，同时其所有参数都可以从数据手册中得到。

附图说明

图1是从数据手册曲线提取本发明的瞬态分段分析模型参数的示意图。

图2是本发明的瞬态分段分析模型两种模式的示意图。

图3是本发明的瞬态分段分析模型开通和关断瞬态过程分段示意图。

图4是本发明的瞬态分段分析模型建模时所考虑的等效电路示意图。

图5是本发明的瞬态分段分析模型开通瞬态过程仿真结果与实验波形对比图。

图6是本发明的瞬态分段分析模型关断瞬态过程仿真结果与实验波形对比图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

针对igbt和pin二极管换流单元的瞬态分段分析模型，所述瞬态分段分析模型通过以下步骤来确定：

步骤1：根据数据手册的图表信息，提取瞬态分段分析模型参数。

所述步骤1中瞬态分段分析模型参数包括：mos门极阈值电压、绝缘栅双极型晶体管等效跨导、绝缘栅双极型晶体管等效电容参数和pin二极管反恢复参数；

①根据数据手册中的mos门极阈值电压vt提取所述mos门极阈值电压；

②如图1所示，根据以下公式提取绝缘栅双极型晶体管等效跨导：

ic＝k(vge-vt)²

其中，ic是绝缘栅双极型晶体管集电极电流，k是绝缘栅双极型晶体管等效跨导，vge是绝缘栅双极型晶体管门极电压，利用数据手册中的转移特性曲线对上式进行拟合，确定绝缘栅双极型晶体等效跨导k，如图1(a)所示；

③根据以下公式提取绝缘栅双极型晶体管等效电容参数：

其中，cgc是绝缘栅双极型晶体管门极-集电极等效电容，λ是绝缘栅双极型晶体管电容系数，vce是绝缘栅双极型晶体管集电极-发射极电压，vlim是电容转换点电压，coxd是氧化物电容，利用数据手册中的电容曲线对上式进行拟合，确定参数λ,vlim和coxd的值，如图1(b)所示；

④根据以下公式提取pin二极管反恢复参数：

irr＝aid^b

trr＝cid^d

其中，irr是pin二极管反恢复电流，trr是pin二极管反恢复时间，a,b,c,d是系数，利用数据手册中的反恢复曲线对上式进行拟合，确定参数a,b,c,d的值，如图1(c)所示。

步骤2：根据数据手册中含有温度系数的图表信息提取瞬态分段分析模型参数温度修正系数。

所述步骤2提取瞬态分段分析模型参数温度修正系数的具体步骤包括：

步骤2.1：根据以下公式确定阈值电压温度修正系数：

vt(tj)＝vt(t0)-α(tj-t0)

其中，vt是mos门极阈值电压，tj是结温，t0是数据手册测试温度，α是mos门极阈值电压温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定α值；

步骤2.2：根据以下公式确定绝缘栅双极型晶体管等效跨导温度修正系数：

其中，β是绝缘栅双极型晶体管等效跨导温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定β值；

步骤2.3：根据以下公式确定pin二极管反恢复电荷温度修正系数：

其中，qrr是pin二极管反恢复电荷，γ是pin二极管反恢复电荷温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定γ的值；

步骤2.4：根据以下公式确定pin二极管反恢复时间温度修正系数：

其中，trr是pin二极管反恢复时间，η是pin二极管反恢复时间温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定η的值；

步骤2.5：根据以下公式确定绝缘栅双极型晶体管通态压降温度修正系数：

vsat(tj)＝vsat(t0)+κ(tj-t0)

其中，vsat是绝缘栅双极型晶体管通态压降，κ是绝缘栅双极型晶体管通态压降温度修正系数，利用数据手册进行拟合确定κ的值。

步骤3：确定换流单元开通和关断瞬态过程的阶段划分及瞬态分段分析模型模式,根据开通和关断瞬态过程的不同物理机制，将开通和关断瞬态过程划分为不同阶段，每个阶段利用瞬态分段分析模型中的电流源-电压源模式或电压源-电流源模式中的一种对换流单元建模，如图2所示，电流源-电压源模式将绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，将pin二极管建模为电压源，电压源-电流源模式将绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，将pin二极管建模为电流源。

如图3(a)所示，所述步骤3中的开通瞬态过程划分为六个阶段；阶段1是瞬态过程开始直到集电极电流开始上升，阶段2是集电极电流开始上升直到集电极电流上升到负载电流，阶段3是集电极电流上升到负载电流到集电极电流上升到最大值，阶段4是集电极电流上升到最大值到集电极电流下降到负载电流，阶段5是集电极电流下降到负载电流直到管压降下降到米勒电平与电容转换点电压之和，阶段6是管压降下降到米勒电平与电容转换点电压之和直到管压降下降到通态压降；其中，阶段1、2和3采用所述电流源-电压源模式建模，阶段4、5和6采用所述电压源-电流源模式建模。

如图3(b)所示，所述步骤3中的关断瞬态过程划分为六个阶段；阶段1是瞬态过程开始直到管压降开始上升，阶段2是管压降开始上升直到管压降上升到米勒电平与电容转换点电压之和，阶段3阶段是管压降上升到米勒电平与电容转换点电压之和直到管压降上升到直流母线电压，阶段4是管压降上升到直流母线电压直到集电极电流快速下降过程的一半，阶段5是集电极电流快速下降过程的一半直到集电极电流下降到拖尾电流，阶段6是集电极电流下降到拖尾电流直到集电极电流下降到零；其中，阶段1、2和3采用所述电压源-电流源模式建模，阶段4、5和6采用所述电流源-电压源模式建模。

步骤4：确定步骤3中换流单元开通瞬态过程各阶段的电压和电流源的表达式。

所述步骤4确定步骤3中六个换流单元开通瞬态过程阶段的电压和电流源的表达式，若采用电流源-电压源模式，则绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，电流表达式记为ic，pin二极管建模为电压源，电压表达式记为vd；若采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，电压表达式记为vce；pin二极管建模为电流源，电流记为id；

步骤4.1：开通瞬态过程阶段1，即[t0，t1]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，ic＝0；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间其中tdon是导通延迟时间；τ1是时间常数，表达式为τ1＝(cge+cgc)(rgon+rgint)，rgon是门极开通电阻，rgint是门极内电阻；vgon是驱动导通电压，vgoff是驱动关断电压，电路参数的含义如图4所示，；

步骤4.2：开通瞬态过程阶段2，即[t1，t2]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，ic＝k(vge-vt)²；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间其中tr是上升时间，vml是米勒电平，表达式为vml＝vge(t2)＝vge(ic＝il)，il是负载电流，vge的表达式为

步骤4.3：开通瞬态过程阶段3，即[t2，t3]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，ic＝k(vge-vt)²；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间其中vgerr是反恢复过程的门极电压尖峰，表达式为vge的表达式为

步骤4.4：开通瞬态过程阶段4，即[t3，t4]，采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，其中igon是开通过程门极充电电流，表达式为pin二极管建模为电流源，持续时间根据t4-t2＝trr确定；

步骤4.5：开通瞬态过程阶段5，即[t4，t5]，采用电压源-电流源模式绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，与阶段4相同；pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据确定；

步骤4.6：开通瞬态过程阶段6，即[t5，t6]，采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，vce＝vlim+vml-igon(t-t5)/coxd；pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据t6＝t(vce＝vsat)＝t5+coxd(vlim+vml-vsat)/igon确定。

步骤5：确定步骤3中换流单元关断瞬态过程各阶段电压和电流源的表达式。

所述步骤5确定所述步骤3中的换流单元关断瞬态过程各阶段电压和电流源的表达式，若采用电流源-电压源模式，则绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，电流表达式记为ic，pin二极管建模为电压源，电压表达式记为vd；若采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，电压表达式记为vce；pin二极管建模为电流源，电流记为id；

步骤5.1：关断瞬态过程阶段1，即[t7，t8]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，vce＝vsat；pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据确定，其中tdoff是关断延迟时间；τ2是时间常数，表达式为τ2＝(cge+cgc)(rgoff+rgint)，rgoff是门极关断电阻；

步骤5.2：关断瞬态过程阶段2，即[t8,t9]，采用电压源-电流源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，其中igoff是关断过程门极放电电流，表达式为pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据t9-t8＝(vlim+vml-vsat)coxd/igoff确定；

步骤5.3：关断瞬态过程阶段3，即[t9,t10]，采用电压源-电流源模式模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电压源，pin二极管建模为电流源，id＝0；持续时间根据确定；

步骤5.4：关断瞬态过程阶段4，即[t10,t11]，采用电流源-电压源模式模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，其中是关断过程电流最大变化率，表达式为tfast是电流快下降阶段持续时间，ttail是电流拖尾阶段持续时间，itail是拖尾电流；pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间根据t11-t10＝tfast/2确定；

步骤5.5：关断瞬态过程阶段5，即[t11,t12]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间根据t12-t11＝tfast/2确定；

步骤5.6：关断瞬态过程阶段6，即[t12,t13]，采用电流源-电压源模式，绝缘栅双极型晶体管建模为电流源，pin二极管建模为电压源，vd＝0；持续时间根据t13-t12＝ttail确定。

应用本发明的方法得到仿真结果，并与实验结果进行对比。测试结果如图5和图6所示。可以看到，本发明提出的瞬态分段分析模型可以准确地反映开关瞬态过程的关键参数。

将所提瞬态分段分析模型的仿真时间与saber仿真软件的仿真时间对比。采用一个单相h桥逆变器算例，saber的绝缘栅双极型晶体管器件采用igbt_b模型，pin二极管器件采用dp1模型，仿真0.2s动态过程在saber软件中耗时127s，而利用瞬态分段分析模型0.2s动态过程只需3.5s，可见瞬态分段分析模型极大地提高了仿真速度。另外，saber中的器件模型在多电平等复杂电路中经常出现不收敛的问题，而瞬态分段分析模型不含任何动态元件，仅含有电压源和电流源，其数学模型是代数方程而非微分方程，因此不存在收敛性的问题。

本发明具有以下特点：

1、所提瞬态分段分析模型建模方法通过对换流单元瞬态过程进行分段，在不同阶段利用时变电压源和电流源的组合来对绝缘栅双极型晶体管和续流二极管换流单元建模，从而实现瞬态过程复杂物理机制的降阶解耦。

2、所提瞬态分段分析模型建模方法极大地提高了模型的收敛性和运算速度。

3、所提瞬态分段分析模型建模方法能够较准确地反映瞬态过程关键参数，例如电压电流尖峰、电压电流上升、下降时间、开关损耗等。

4、所提瞬态分段分析模型建模方法的所有参数可全部从数据手册获取。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。