本發(fā)明涉及電子信息，尤其涉及一種基于功率模組拓?fù)涞牡皖l功率抑制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、功率模組中的功率解耦支路與主功率回路之間存在復(fù)雜的耦合機(jī)制，各電路元件間會(huì)產(chǎn)生電磁耦合效應(yīng)，干擾主回路的開關(guān)特性，引起支路電壓的波動(dòng)和不穩(wěn)定，因此，解耦支路與主回路的布線必須嚴(yán)格隔離，避免產(chǎn)生公共阻抗耦合。

2、目前，現(xiàn)有技術(shù)的電路設(shè)計(jì)實(shí)際電路板布局受限，無法做到理想隔離，寄生電感和電容等參數(shù)難以控制，功率模組內(nèi)部復(fù)雜的耦合機(jī)制在目前現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)設(shè)計(jì)中難以被有效協(xié)調(diào)，而無法有效控制耦合效應(yīng)對(duì)電路的干擾，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電路穩(wěn)定性差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于功率模組拓?fù)涞牡皖l功率抑制方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有效降低功率解耦支路與主功率回路間的電磁耦合干擾，提高功率模組的電磁兼容性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于功率模組拓?fù)涞牡皖l功率抑制方法，包括：

3、構(gòu)建功率模組的功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的等效電路模型，通過預(yù)設(shè)第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)所述等效電路模型進(jìn)行電路參數(shù)映射，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)；

4、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)，通過預(yù)設(shè)第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)功率模組的電磁分布進(jìn)行第一仿真分析，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度；

5、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度，通過若干不同電感參數(shù)對(duì)主功率回路開關(guān)器件的開關(guān)特性進(jìn)行影響測(cè)試，得到電磁場(chǎng)仿真結(jié)果；

6、基于所述第一傳遞函數(shù)、目標(biāo)途徑、目標(biāo)耦合強(qiáng)度和電磁場(chǎng)仿真結(jié)果，對(duì)功率模組電路進(jìn)行第二仿真分析，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度；

7、構(gòu)建抑制電磁干擾的濾波電路，基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度，通過抑制電磁干擾的濾波電路對(duì)功率解耦支路與主功率回路的電路布局和布線進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，得到優(yōu)化電路拓?fù)洌?/p>

8、基于所述優(yōu)化電路拓?fù)洌瑯?gòu)建功率模組的耦合抑制方案，調(diào)整器件參數(shù)直至優(yōu)化電路拓?fù)錆M足預(yù)設(shè)功率抑制要求。

9、進(jìn)一步的，所述構(gòu)建功率模組的功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的等效電路模型，通過預(yù)設(shè)第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)所述等效電路模型進(jìn)行電路參數(shù)映射，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)，包括：

10、基于功率模組中功率解耦支路與主功率回路的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過設(shè)置若干電路測(cè)試位點(diǎn)對(duì)主功率回路與功率解耦支路進(jìn)行電壓電流同步采樣，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的等效電路模型；

11、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的等效電路模型，獲取電路對(duì)應(yīng)測(cè)試位點(diǎn)的磁通密度與電磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值；

12、基于所述磁通密度與電磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值，構(gòu)建功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第二傳遞函數(shù)；

13、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第二傳遞函數(shù)，通過預(yù)設(shè)第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)所述等效電路模型進(jìn)行電路參數(shù)映射，得到耦合傳遞函數(shù)曲面圖；

14、基于所述耦合傳遞函數(shù)曲面圖，對(duì)功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第二傳遞函數(shù)進(jìn)行耦合修正，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)。

15、進(jìn)一步的，基于所述耦合傳遞函數(shù)曲面圖，對(duì)功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第二傳遞函數(shù)進(jìn)行耦合修正，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)，包括：

16、通過預(yù)設(shè)篩選算法對(duì)所述耦合傳遞函數(shù)曲面圖進(jìn)行參數(shù)組合篩選，獲取最優(yōu)參數(shù)組合點(diǎn)；

17、基于功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第二傳遞函數(shù)，計(jì)算所述最優(yōu)參數(shù)組合點(diǎn)與對(duì)應(yīng)測(cè)試位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電路參數(shù)的傳輸損耗比值；

18、基于所述傳輸損耗比值，對(duì)功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第二傳遞函數(shù)進(jìn)行耦合修正，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)。

19、進(jìn)一步的，基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)，通過預(yù)設(shè)第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)功率模組的電磁分布進(jìn)行第一仿真分析，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度，包括：

20、根據(jù)功率解耦支路與主功率回路的空間位置，構(gòu)建三維正交網(wǎng)格；

21、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)，獲取功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的關(guān)鍵電路參數(shù)；

22、基于所述三維正交網(wǎng)格和功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的關(guān)鍵電路參數(shù)，計(jì)算電路磁矢位值；

23、基于預(yù)設(shè)第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述電路磁矢位值進(jìn)行仿真擬合，得到功率模組空間磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)；

24、基于所述功率模組空間磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，判斷各分布位點(diǎn)的磁通密度，對(duì)滿足預(yù)設(shè)密度閾值的分布位點(diǎn)，標(biāo)記為熱點(diǎn)區(qū)域；

25、基于熱點(diǎn)區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，計(jì)算耦合傳遞函數(shù)的衰減曲線；

26、基于所述耦合傳遞函數(shù)的衰減曲線，獲取功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度。

27、進(jìn)一步的，基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度，通過若干不同電感參數(shù)對(duì)主功率回路開關(guān)器件的開關(guān)特性進(jìn)行影響測(cè)試，得到電磁場(chǎng)仿真結(jié)果，包括：

28、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度，對(duì)功率解耦支路進(jìn)行參數(shù)掃描，得到若干不同的電感參數(shù)的參數(shù)值；

29、基于所述若干不同的電感參數(shù)的參數(shù)值，對(duì)主功率回路開關(guān)器件的開關(guān)特性進(jìn)行影響測(cè)試，得到電壓電流應(yīng)力影響曲線；

30、基于所述電壓電流應(yīng)力影響曲線，計(jì)算主功率回路開關(guān)器件的開關(guān)損耗值；

31、構(gòu)建所述若干不同的電感參數(shù)與所述開關(guān)損耗值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到電磁場(chǎng)仿真結(jié)果。

32、進(jìn)一步的，基于所述第一傳遞函數(shù)、目標(biāo)途徑、目標(biāo)耦合強(qiáng)度和電磁場(chǎng)仿真結(jié)果，對(duì)功率模組電路進(jìn)行第二仿真分析，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度，包括：

33、基于所述第一傳遞函數(shù)、目標(biāo)途徑、目標(biāo)耦合強(qiáng)度和電磁場(chǎng)仿真結(jié)果，對(duì)功率模組的電路布線構(gòu)建仿真網(wǎng)表；

34、基于所述仿真網(wǎng)表的電流變化率與感應(yīng)電壓比值，提取互感系數(shù)并構(gòu)建功率解耦支路與主功率回路間的耦合模型；

35、基于所述功率解耦支路與主功率回路間的耦合模型，通過預(yù)設(shè)深度網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)功率模組電路進(jìn)行仿真訓(xùn)練，得到仿真?zhèn)鬟f特性頻譜；

36、基于所述仿真?zhèn)鬟f特性頻譜，獲取功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度。

37、進(jìn)一步的，基于所述功率解耦支路與主功率回路間的耦合模型，通過預(yù)設(shè)深度網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)功率模組電路進(jìn)行仿真訓(xùn)練，得到仿真?zhèn)鬟f特性頻譜，包括：

38、通過預(yù)設(shè)第一深度網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)所述功率解耦支路與主功率回路間的耦合模型中主功率回路開關(guān)噪聲進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，得到主功率回路的若干預(yù)測(cè)開關(guān)噪聲；

39、通過預(yù)設(shè)第二深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)所述主功率回路的若干預(yù)測(cè)開關(guān)噪聲進(jìn)行時(shí)序提取，得到開關(guān)時(shí)序參數(shù)；

40、基于所述開關(guān)時(shí)序參數(shù)，通過預(yù)設(shè)第三深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)所述功率解耦支路與主功率回路間的耦合模型進(jìn)行求解，得到干擾電壓電流波形；

41、通過預(yù)設(shè)第四深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)所述干擾電壓電流波形進(jìn)行有效值提取和歸一化處理，得到仿真?zhèn)鬟f特性頻譜。

42、進(jìn)一步的，構(gòu)建抑制電磁干擾的濾波電路，基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度，通過抑制電磁干擾的濾波電路對(duì)功率解耦支路與主功率回路的電路布局和布線進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，得到優(yōu)化電路拓?fù)?，包括?/p>

43、基于所述電磁場(chǎng)仿真結(jié)果，獲取功率解耦支路中濾波器件的磁通密度分布數(shù)據(jù)并基于所述磁通密度分布數(shù)據(jù)獲取器件設(shè)計(jì)坐標(biāo)；

44、基于所述器件設(shè)計(jì)坐標(biāo)，獲取濾波電路布局圖，構(gòu)建抑制電磁干擾的濾波電路；

45、基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度，通過所述抑制電磁干擾的濾波電路對(duì)功率解耦支路與主功率回路的電路器件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至功率解耦支路與主功率回路的電路布局和布線的電磁干擾滿足預(yù)設(shè)設(shè)計(jì)要求，得到優(yōu)化電路拓?fù)洹?/p>

46、進(jìn)一步的，基于所述優(yōu)化電路拓?fù)?，?gòu)建功率模組的耦合抑制方案，調(diào)整器件參數(shù)直至優(yōu)化電路拓?fù)錆M足預(yù)設(shè)功率抑制要求，包括：

47、基于所述優(yōu)化電路拓?fù)?，通過所述抑制電磁干擾的濾波電路構(gòu)建功率模組的耦合抑制方案；

48、基于所述功率模組的耦合抑制方案，對(duì)優(yōu)化電路拓?fù)涞牟季趾筒季€進(jìn)行測(cè)試，獲取測(cè)試器件布局位置對(duì)應(yīng)表；

49、基于所述測(cè)試器件布局位置對(duì)應(yīng)表，調(diào)整器件參數(shù)直至優(yōu)化電路拓?fù)錆M足預(yù)設(shè)功率抑制要求。

50、本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于功率模組拓?fù)涞牡皖l功率抑制系統(tǒng)，包括：傳遞函數(shù)構(gòu)建模塊、第一仿真分析模塊、電磁場(chǎng)仿真模塊、第二仿真分析模塊、電路拓?fù)鋬?yōu)化模塊和電路器件調(diào)整模塊；

51、所述傳遞函數(shù)構(gòu)建模塊用于構(gòu)建功率模組的功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的等效電路模型，通過預(yù)設(shè)第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)所述等效電路模型進(jìn)行電路參數(shù)映射，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)；

52、所述第一仿真分析模塊用于基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的第一傳遞函數(shù)，通過預(yù)設(shè)第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)功率模組的電磁分布進(jìn)行第一仿真分析，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度；

53、所述電磁場(chǎng)仿真模塊用于基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度，通過若干不同電感參數(shù)對(duì)主功率回路開關(guān)器件的開關(guān)特性進(jìn)行影響測(cè)試，得到電磁場(chǎng)仿真結(jié)果；

54、所述第二仿真分析模塊用于基于所述第一傳遞函數(shù)、目標(biāo)途徑、目標(biāo)耦合強(qiáng)度和電磁場(chǎng)仿真結(jié)果，對(duì)功率模組電路進(jìn)行第二仿真分析，得到功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度；

55、所述電路拓?fù)鋬?yōu)化模塊用于構(gòu)建抑制電磁干擾的濾波電路，基于所述功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度，通過抑制電磁干擾的濾波電路對(duì)功率解耦支路與主功率回路的電路布局和布線進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，得到優(yōu)化電路拓?fù)洌?/p>

56、所述電路器件調(diào)整模塊用于基于所述優(yōu)化電路拓?fù)?，?gòu)建功率模組的耦合抑制方案，調(diào)整器件參數(shù)直至優(yōu)化電路拓?fù)錆M足預(yù)設(shè)功率抑制要求。

57、有益效果：

58、（1）通過針對(duì)功率模組的功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合構(gòu)建等效電路模型，進(jìn)一步的獲取功率解耦支路與主功率回路的傳遞函數(shù)，再結(jié)合電磁場(chǎng)仿真分析不同電感參數(shù)下開關(guān)特性的差異，以確定電感參數(shù)對(duì)主功率回路開關(guān)特性的影響規(guī)律，還通過對(duì)功率模組的二次分析，分別獲取功率解耦支路與主功率回路間電磁耦合的目標(biāo)途徑和目標(biāo)耦合強(qiáng)度，以及功率解耦支路與主功率回路間電磁干擾的傳遞特性和影響程度，為后續(xù)優(yōu)化功率模組布局與改進(jìn)電磁兼容性提供了重要依據(jù)；

59、（2）通過設(shè)計(jì)抑制電磁干擾的濾波電路，對(duì)功率解耦支路與主功率回路的電路布局和布線進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，從器件的布局、參數(shù)的選擇以及拓?fù)涞膬?yōu)化，都通過嚴(yán)格的定量分析獲取最優(yōu)的調(diào)整結(jié)果，實(shí)現(xiàn)理想的干擾抑制低頻功率的效果，還設(shè)計(jì)功率模組的耦合抑制方案對(duì)優(yōu)化電路拓?fù)洳粩嗟剡M(jìn)行調(diào)整，通過驗(yàn)證耦合抑制方案的有效性，不斷改進(jìn)和完善抑制方案，調(diào)整電路地布局和布線，最終，通過多維度的數(shù)據(jù)相互協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)出合理的優(yōu)化方案，以達(dá)到有效降低功率解耦支路與主功率回路間的電磁耦合干擾，提高功率模組的電磁兼容性能。