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...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ANSYSQ3D软件减少85%以上,适合用于功率模块的快速寻优设计。展开更多
部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)是电路设计、集成封装和电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)分析等领域中强有力的工具。随着导体尺寸和频率的不断增加,有效的剖分方法变得越来越重要,因此必须对PEE...部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)是电路设计、集成封装和电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)分析等领域中强有力的工具。随着导体尺寸和频率的不断增加,有效的剖分方法变得越来越重要,因此必须对PEEC剖分方法进行系统研究。该文基于导体电流的分布规律,分析现有剖分方法的缺点,确定相等面积不均匀剖分数的计算方法,提出一种基于集肤深度的新型不均匀剖分方法,当频率较高或导体尺寸较大时,只需较少的剖分单元就可得到准确的计算结果,并经实验进行了验证。根据实际情况合理选择剖分方法,会节省大量计算机资源,具有非常重要的意义。展开更多
针对封装级多电源分配网络的噪声隔离难题,对封装级电源非连续平面结构的电源完整性进行了研究。建立了基于非正交三维空间变换的电源非连续平面结构等效电路模型,并运用保角变换等共形映射的方法进行了分离单元间互耦电容和电感的提取...针对封装级多电源分配网络的噪声隔离难题,对封装级电源非连续平面结构的电源完整性进行了研究。建立了基于非正交三维空间变换的电源非连续平面结构等效电路模型,并运用保角变换等共形映射的方法进行了分离单元间互耦电容和电感的提取。基于本文建立的电路模型与提取的电路参数计算结果,设计了表贴式去耦电容的拓扑方案。最后,基于上述理论模型,采用LTCC技术和Si P封装技术,成功研制出了一款集成多电源的多功能模块。实测结果表明,研制出的模块的电源纹波小于10 m V,噪声隔离性能优异。展开更多
文摘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ANSYSQ3D软件减少85%以上,适合用于功率模块的快速寻优设计。
文摘部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)是电路设计、集成封装和电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)分析等领域中强有力的工具。随着导体尺寸和频率的不断增加,有效的剖分方法变得越来越重要,因此必须对PEEC剖分方法进行系统研究。该文基于导体电流的分布规律,分析现有剖分方法的缺点,确定相等面积不均匀剖分数的计算方法,提出一种基于集肤深度的新型不均匀剖分方法,当频率较高或导体尺寸较大时,只需较少的剖分单元就可得到准确的计算结果,并经实验进行了验证。根据实际情况合理选择剖分方法,会节省大量计算机资源,具有非常重要的意义。
文摘针对封装级多电源分配网络的噪声隔离难题,对封装级电源非连续平面结构的电源完整性进行了研究。建立了基于非正交三维空间变换的电源非连续平面结构等效电路模型,并运用保角变换等共形映射的方法进行了分离单元间互耦电容和电感的提取。基于本文建立的电路模型与提取的电路参数计算结果,设计了表贴式去耦电容的拓扑方案。最后,基于上述理论模型,采用LTCC技术和Si P封装技术,成功研制出了一款集成多电源的多功能模块。实测结果表明,研制出的模块的电源纹波小于10 m V,噪声隔离性能优异。
