?SiC器件普及：車規電感MHz級高頻噪聲抑制的技術挑戰

文章出處：平尚科技責任編輯：平尚科技發表時間：2025-06-21

?SiC器件普及：車規電感MHz級高頻噪聲抑制的技術挑戰

當800V電驅平臺以100kHz開關頻率運行時，SiC MOSFET產生的2MHz高頻噪聲如電磁海嘯般席卷傳感器電源鏈——傳統電感的自諧振點僅1.5MHz，瞬間阻抗崩潰導致毫米波雷達信噪比驟降12dB。平尚科技的納米晶磁芯電感正以15MHz自諧振頻率構筑起對抗高頻噪聲的“電磁護城河”。

碳化硅（SiC）功率器件憑借其高頻率、高效率優勢，正在新能源汽車領域快速普及。然而，其開關頻率躍升至MHz級別（100kHz-2MHz）后，引發的電磁噪聲頻譜較傳統IGBT拓寬5倍，對傳感器供電鏈路的干擾強度提升至60V/μs。平尚科技的研究表明：車規電感的自諧振頻率（SRF）需＞10MHz，阻抗帶寬需覆蓋0.1-30MHz，才能滿足ASIL-C級傳感器的抗干擾需求。

SiC高頻噪聲的三重傳導路徑

電源環路耦合

共模噪聲主導：SiC開關瞬態dV/dt高達50kV/μ?s，通過寄生電容耦合至電源地線，在10MHz頻段噪聲幅值達800mV

電感阻抗塌陷：傳統鐵氧體電感在＞3?MHz時感量衰減40%，喪失噪聲抑制能力

輻射干擾穿透

近場電磁耦合：未屏蔽電感在77GHz雷達模塊中接收200MHz-1GHz輻射噪聲，使LNA增益波動±3dB
傳感器誤觸發：CAN FD總線受擾誤碼率升至10??（ASIL-D要求＜10??）

地彈效應傳導

瞬態電流峰值：SiC模塊15ns開通時間引發20A/μs電流變化率，地平面波動＞500mV
零漂移風險：電流傳感器采樣值偏移1.5%，導致電池SOC估算誤差3%

平尚科技的高頻抑制技術突破

材料創新：納米晶磁芯革命??

通過氣相沉積工藝在磁芯中形成Fe-Si-B納米晶（晶粒尺寸12nm），使高頻渦流損耗降低至鐵氧體的1/82。

結構創新：三維矩陣繞線

正交繞制技術：兩組線圈呈90°交叉，抵消高頻磁場耦合，共模抑制比（CMRR）提升至120dB
銅鎳復合導體：表層鍍鎳層厚0.5μm，抑制集膚效應，10MHz下電阻僅增加18%（純銅為240%）
LTCC陶瓷基板：介電常數εr=9.1，將寄生電容降至0.15pF，SRF突破20MHz

系統級EMI協同設計
平尚科技開發 “電感-電容-濾波器”異構集成模組：

[SiC驅動IC]→[平尚納米晶電感]→[LTCC濾波器]→[傳感器]
│ │
[X2Y電容] [磁珠陣列]

頻段分工：電感抑制0.1-10MHz噪聲，濾波器處理10-100MHz殘余干擾
實測效果：在800V電驅平臺中將2MHz噪聲從1.2Vpp壓制至80mVpp

高頻環境下的壽命保障技術

動態熱管理算法
建立 溫升-頻響耦合模型：

function Z_real = calc_impedance(freq, Temp)
% 阻抗-溫度-頻率三維模型
Z_base = 300; % 25℃@1MHz基準阻抗(Ω)
alpha = -0.015; % 溫度系數(%/℃)
beta = 0.2; % 頻率系數(%/MHz)
Z_real = Z_base * (1 + alpha*(Temp-25)) * (1 + beta*log10(freq));

end

依據實時溫度動態調整SiC開關頻率，防止電感熱飽和。

加速老化測試體系

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