[发明专利]模拟氧化锌压敏电阻微观电流分布的算法

权利要求书

1.一种模拟氧化锌压敏电阻微观电流分布的算法，包括公式建立步骤、分段控制步骤、优化步骤，其特征在于，所述公式建立步骤、分段控制步骤、优化步骤依次进行，

所述公式建立步骤中，对外加电压增量对于等效电路的作用进行求解，将非线性电路进行近似线性化处理；

所述分段控制步骤中，对外加电源的电流递增量进行控制，确定外加电源从零电压逐渐递增至最大值的控制策略；

所述优化步骤中，对分段控制步骤中确立的方程组进行演变，简化计算,

所述公式建立步骤中，第k和k+1步，等效电路中各节点和支路的电压电流数据均需满足非线性方程组一、线性方程组二，

所述非线性方程一为：

所述线性方程组二为：

定义第k和k+1步各节点和支路的电压电流数据差值，得到电压及电流的方程组三：

将线性方程组一、线性方程组二带入到方程组三中，得到变形后的方程组四：

对变形后的方程组四进行泰勒级数展开，得到方程组五：

所述分段控制步骤中，对方程组五中外加电源支路的约束条件进行必要的改动，得到方程组六：

对于外加电源的电流递增量，基于流过ZnO压敏电阻整体的电流密度数值进行控制，得到方程组七：

所述公式建立步骤中，计算出外加电源电压增量所产生的节点和支路的电压电流数据，根据方程组三迭加到上一步所得的计算结果上，得到当前外加电源电压作用下等效电路中各节点和支路的实际电压电流数据，对ZnO压敏电阻的各种宏观电气性能参数进行综合分析，实现ZnO压敏电阻计算模拟的分段线性化算法,

所述优化步骤中，将方程组中相关矩阵及向量中外加电源支路对应的数据与其它数据进行分割处理，得到以下方程：

将上述方程带入方程组六中，得到方程组八：

在所述方程组八中，依次将以上方程组中第2个方程式代入第4个方程式、第4个方程式代入第1个方程式得到直接求解等效电路中各节点电压增量的方程式一：

由获得直接计算得到等效电路中各支路电压和电流增量ΔU^(k+1)、的方程组就：

2.根据权利要求1中所述的模拟氧化锌压敏电阻微观电流分布的算法，其特征在于，所述方程组七中，S_Bulk为计算模拟的ZnO压敏电阻整体的横截面积估算值，J_exp_min为实际流过ZnO压敏电阻的电流密度的最小值，取值为-9，J_exp_step为相应电流密度的递增值，取值为0.01，计算迭代至电流密度达到最大值J_exp_max为止，取值为5。