基于多端口网络PEEC法的功率模块寄生电感快速提取方法研究

• 作者: 周宇 陈宇 高洪艺 李成敏 罗皓泽 李武华 何湘宁
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 功率模块 寄生电感 部分元等效电路 多端口网络模型 分区域离散
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 电力电子与电力传动|Power Electronics and Drives
• 页码范围: 260-270,中插22
• 页数: 12页
• 分类号: TM46
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210462

摘要

数值优化为功率半导体模块实现低感与均流设计提供了灵活有效的新途径,但同时也对模块整体与分布电感的评估效率提出了更高要求.为了适应寻优计算需求,基于部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)理论,提出一种基于多端口网络模型的功率模块布局电感快速提取方法.该方法通过构建与芯片导通状态无关的多端口网络模型,从而将模块整体和分布电感的提取问题由多次大规模PEEC求解转化为单次预处理分解加端口网络求解.此外,为减少微元数量,针对模块线路的平面注入结构,对键合线、金属层直行区和注入区使用分区域离散策略.算例分析和实验验证表明,所提方法计算误差小于5％,满足工程应用需求,计算时间相比ANSYS Q3D软件减少85％以上,适合用于功率模块的快速寻优设计.