电磁分析 — 电力电子 — 文章目录
电力电子领域的电磁分析，以评价开关器件高速化带来的寄生电感和寄生电容的影响为中心。器件越接近理想开关，决定性能的就越不是器件本身，而是安装（汇流条、电路板布局、栅极布线）。几十nH的寄生电感就会产生浪涌电压和振铃，使损耗和EMC噪声恶化，因此布局的电磁分析是设计的主战场。
《宽禁带半导体器件（SiC/GaN）仿真》一文讲解宽禁带半导体的高速开关（dv/dt达每微秒几十千伏）带来的寄生振荡与共模噪声的分析，以及如何组合器件模型、电路和电磁场进行协同仿真。这是Si时代的设计裕度不再适用的领域。
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- 叠层汇流条设计与CAE仿真
叠层汇流条通过绝缘膜夹持薄铜板积层，利用反向电流相消磁场，将环路电感降低至数nH，抑制高速开关时的危险浪涌电压。CAE仿真定量评估此效应，优化EV逆变器等高频大电流电路设计。 - 功率电子开关EMI分析 — dV/dt引起的传导·辐射噪声的CAE预测与对策
从梯形波频谱讲解功率电子开关如何产生传导和辐射噪声。以400 V、100 kHz为例，计算表明上升时间从50 ns缩短到10 ns时30 MHz分量增加约13.5 dB， - 栅极驱动电路设计
对SiC MOSFET（栅极电荷60 nC、米勒电荷20 nC、反向传输电容10 pF）的栅极驱动做了数值分析。+18/−4 V、200 kHz时驱动功率为264 mW。外接栅极电阻5 Ω时峰值电流2.75 A， - 高压绝缘设计
按帕邢定律计算空气击穿电压，1个大气压下间隙1 mm为5.0 kV、10 mm为35.5 kV，海拔3,000 m（0.69大气压）时降到3.7 kV和25.8 kV。 - 寄生电感分析 — 功率电子学中的环路电感提取和低减设计
深入讲解功率电子学中寄生电感的提取与低减设计，涵盖浪涌电压机理、部分电感与环路电感、PEEC法理论及3D FEM定式化，应对SiC高di/dt开关挑战。 - 功率半导体器件的热分析
功率半导体器件热设计中，为什么单独使用数据手册的热阻值是不够的。在实际的SiC MOSFET中，制造过程中产生的晶粒接触层（die-attach）微小空隙（void）会局部增加热阻，对结温产生显著影响。 - 功率模块封装分析
考虑扩散效应，按焊料、铜、陶瓷、底板、导热硅脂各层计算了10 mm见方SiC芯片到散热器的热阻。氧化铝基板时结到散热器为0.268 K/W，200 W时温升54 K。氮化铝为0.188 K/W（38 K）， - 浪涌保护电路设计与CAE仿真
系统讲解浪涌保护电路设计与CAE仿真，涵盖dV/dt抑制原理、RCD缓冲器设计理论、寄生参数提取与能量消散热设计，结合电路-电磁场联合仿真保护功率器件。 - 开关损耗分析
从开关损耗分析的理论基础到实际应用，详解功率电子的数值计算方法与导通损耗的区别。MOSFET、IGBT的损耗评估。 - 宽禁带半导体器件（SiC/GaN）仿真
用决定耐压与导通电阻权衡的Baliga极限式比较了Si、4H-SiC和GaN。耐压1,200 V时漂移层比导通电阻Si为153 mΩ·cm²，SiC为0.48，GaN为0.17，SiC约为Si的三百二十分之一。 - 无线电力传输
用诺伊曼公式计算两个相对放置的半径0.15 m、10匝圆形线圈之间的互感。间距5 cm时耦合系数0.26，15 cm（与半径相同）时0.084，45 cm时0.009。