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碳化硅器件普及下,車規(guī)電感的高頻噪聲抑制技術(shù)路徑
隨著碳化硅(SiC)器件在新能源汽車電驅(qū)與快充模塊中的大規(guī)模應(yīng)用,其MHz級(jí)開關(guān)頻率帶來(lái)的高頻噪聲(100kHz~10MHz)成為EMI設(shè)計(jì)的核心挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)鐵氧體電感因磁芯損耗激增(>100mW/cm3@1MHz)與頻帶響應(yīng)不足(-3dB帶寬<500kHz),難以滿足SiC器件的高效濾波需求。東莞市平尚電子科技有限公司(平尚科技)通過(guò)納米晶合金磁芯、三維繞線工藝與系統(tǒng)級(jí)集成設(shè)計(jì),為車載電源模塊提供寬頻帶、低損耗的電感解決方案,重塑高頻噪聲抑制的技術(shù)邊界。

碳化硅器件的高頻噪聲挑戰(zhàn)與電感技術(shù)瓶頸
SiC MOSFET的開關(guān)速度可達(dá)硅基IGBT的10倍(dv/dt>50V/ns),但其陡峭的開關(guān)邊沿會(huì)引發(fā)高達(dá)10MHz的共模噪聲,導(dǎo)致車載攝像頭、雷達(dá)等傳感器的信噪比(SNR)下降。例如,某800V電驅(qū)平臺(tái)的EMI測(cè)試顯示,傳統(tǒng)電感在1MHz頻點(diǎn)的插入損耗僅15dB,而平尚科技通過(guò)復(fù)合磁芯材料與分布式氣隙設(shè)計(jì),將插入損耗提升至40dB,噪聲幅值降低60%。
平尚科技的高頻噪聲抑制技術(shù)路徑
材料創(chuàng)新:低損耗納米晶磁芯
平尚科技采用鐵基納米晶帶材(厚度18μm),通過(guò)快速凝固技術(shù)形成非晶/納米晶復(fù)合結(jié)構(gòu),磁導(dǎo)率(μ=80,000)較鐵氧體提升5倍,高頻損耗(1MHz下<30mW/cm3)降低70%。結(jié)合環(huán)氧樹脂浸漬工藝,磁芯耐溫等級(jí)達(dá)200℃,適配SiC模塊的高溫工況。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化:多頻段響應(yīng)與集成化設(shè)計(jì)
分段式繞組:采用利茲線多股絞合與層疊繞線技術(shù),將交流電阻(ACR)降至傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的1/3,1MHz下Q值>150;
集成EMI濾波模組:將電感、電容與磁珠集成于6mm×6mm封裝內(nèi),插入損耗帶寬擴(kuò)展至10MHz,適配OBC(車載充電機(jī))與DC-DC模塊的緊湊化需求。
可靠性驗(yàn)證與參數(shù)對(duì)比

應(yīng)用場(chǎng)景:從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)落地
比亞迪800V電驅(qū)平臺(tái):平尚電感方案使DC-DC模塊的傳導(dǎo)噪聲(150kHz~30MHz)通過(guò)CISPR 25 Class 5標(biāo)準(zhǔn)裕量提升10dB;
蔚來(lái)超充樁電源模塊:集成化濾波模組將體積縮小40%,溫升降低25℃,充電效率提升至98%。

技術(shù)前瞻:智能化與寬禁帶協(xié)同
平尚科技正研發(fā)集成電流傳感器的智能電感模組,通過(guò)SPI接口實(shí)時(shí)反饋磁芯溫度與飽和狀態(tài),動(dòng)態(tài)調(diào)整PWM頻率以優(yōu)化EMI性能。其GaN(氮化鎵)兼容電感原型采用銅石墨烯復(fù)合基板,工作頻率突破5MHz,適配下一代1200V SiC器件的超高頻需求。
平尚科技通過(guò)材料、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全鏈創(chuàng)新,為碳化硅時(shí)代的高頻噪聲抑制提供了可落地的技術(shù)答案。從納米晶磁芯的低損耗特性到多頻段響應(yīng)的集成化設(shè)計(jì),其方案不僅突破了傳統(tǒng)電感的性能極限,更通過(guò)實(shí)測(cè)驗(yàn)證與前瞻布局,為新能源汽車的高效與可靠運(yùn)行筑牢底層硬件基石。未來(lái),隨著寬禁帶器件向更高頻段演進(jìn),平尚科技將持續(xù)引領(lǐng)電感技術(shù)向“高頻化”“智能化”“高密度”方向突破,賦能電動(dòng)出行的靜音革命。