Flujo de simulación electromagnética para módulos integrados de electrónica de potencia
Autores: Minardi, Giovanni; Greco, Giuseppe; Vinci, Giovanni; Rizzo, Santi Agatino; Salerno, Nunzio; Sorbello, Gino
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Flujo de simulación electromagnética para módulos integrados de electrónica de potencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Vehículos eléctricos
Aplicaciones de electrónica de potencia
MOSFET de carburo de silicio
Interferencia electromagnética
Placas de circuito impreso
EMI radiada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
El creciente uso de vehículos eléctricos requiere la implementación de aplicaciones de electrónica de potencia con dispositivos cada vez más rápidos, como el MOSFET de carburo de silicio (SiC), para reducir las pérdidas de potencia por conmutación y alcanzar una mayor densidad de potencia, con el objetivo final de mejorar el rendimiento y reducir el costo del sistema. Un efecto secundario de estos dispositivos de conmutación más rápidos es la generación de armónicos de alta frecuencia con una energía significativa, por lo que su impacto debe ser evaluado en términos de interferencia electromagnética (EMI) conducida y radiada. El diseño óptimo de PCBs y filtros para enfrentar problemas de compatibilidad electromagnética requiere estimar adecuadamente el nivel de EMI de diferentes soluciones de diseño. El análisis del estado actual de la técnica revela que los enfoques anteriores no pueden respaldar de manera efectiva un diseño centrado en la reducción de la EMI radiada. Para superar estos límites, el documento define un flujo de simulación electromagnética destinado a evaluar los campos radiativos en el caso de un módulo integrado de electrónica de potencia que opera en aplicaciones automotrices y presenta dispositivos de potencia SiC rápidos. Luego, la simulación propuesta se aplicó a un convertidor resonante LLC que presenta un módulo ACEPACK basado en SiC de STMicroelectronics. El trabajo también destaca que los esfuerzos de investigación futuros deben concentrarse en encontrar el mejor compromiso entre el esfuerzo computacional y la precisión de la estimación.
Descripción
El creciente uso de vehículos eléctricos requiere la implementación de aplicaciones de electrónica de potencia con dispositivos cada vez más rápidos, como el MOSFET de carburo de silicio (SiC), para reducir las pérdidas de potencia por conmutación y alcanzar una mayor densidad de potencia, con el objetivo final de mejorar el rendimiento y reducir el costo del sistema. Un efecto secundario de estos dispositivos de conmutación más rápidos es la generación de armónicos de alta frecuencia con una energía significativa, por lo que su impacto debe ser evaluado en términos de interferencia electromagnética (EMI) conducida y radiada. El diseño óptimo de PCBs y filtros para enfrentar problemas de compatibilidad electromagnética requiere estimar adecuadamente el nivel de EMI de diferentes soluciones de diseño. El análisis del estado actual de la técnica revela que los enfoques anteriores no pueden respaldar de manera efectiva un diseño centrado en la reducción de la EMI radiada. Para superar estos límites, el documento define un flujo de simulación electromagnética destinado a evaluar los campos radiativos en el caso de un módulo integrado de electrónica de potencia que opera en aplicaciones automotrices y presenta dispositivos de potencia SiC rápidos. Luego, la simulación propuesta se aplicó a un convertidor resonante LLC que presenta un módulo ACEPACK basado en SiC de STMicroelectronics. El trabajo también destaca que los esfuerzos de investigación futuros deben concentrarse en encontrar el mejor compromiso entre el esfuerzo computacional y la precisión de la estimación.