翠展微电子在2025年国际应用计算电磁学会议荣获最佳学生论文奖

国际应用计算电磁学协会(Applied Computational Electromagnetics Society，简称ACES)成立于1985年，是全球规模最大、影响力最深远的计算电磁学专业协会之一，旨在为国内外微波毫米波领域的科研工作者与工程技术人员，搭建起广泛交流科研成果与最新进展的优质平台。

本次会议的最佳学生论文奖(Best Student Paper Award)评选中共45篇论文进入候选，最终19篇论文脱颖而出。

基于 IGBT 电路在非接触磁场干扰下响应的实验研究

(ACES-China 2025 获奖论文)

一、论文基础信息

论文标题：Experimental Study of IGBT-based Circuit Responses to Varying Non-Contact Magnetic Field Interferences

获奖情况：2025 ACES-China 2025 Best Student Paper Award

作者及单位：Zheng-Wei Du, Kai-Yi Yang, Zhe Chen, Rongchuan Bai, and Wen-Yan Yin(Zhejiang University)，Rui Wu(Zhejiang Grecon Semiconductor Co., Ltd.)

二、研究背景与意义

1. 行业痛点

随着高功率转换电路功率密度提升与小型化发展，核心器件(如 IGBT，绝缘栅双极型晶体管)面临更复杂的电磁环境，易受电磁干扰(EMI)影响，可能导致：电能质量下降;模块寿命缩短;电路功能异常等问题。

2. 现有研究缺口

当前针对 IGBT 电路电磁干扰的研究多集中于等效电路分析与仿真(如行为模型构建、高频共模等效模型、驱动参数对传导 EMI 的影响等)，但关于不同非接触磁场干扰(MFI)下功率电路响应的对比研究较少，本文旨在填补这一空白。

三、实验平台设计

1. 核心组成

图1 测试平台示意图

四、实验内容与关键结果

论文针对3 类非接触磁场干扰，依据国际标准(IEC 61000 系列)设计实验，分析电路响应规律：

1. 突发脉冲干扰(符合 IEC 61000-4-4 标准)

实验参数：双指数脉冲波形，干扰周期 20ms(匹配 IGBT 输出波形)，测试电压 2000V/3000V，每突发脉冲数 5 个 / 10 个;

核心结果：对电路响应影响显著，主要干扰输出电流特性(对比图 2 “无干扰输出” 与图 3、4 “干扰后输出”，电流波动明显)。

2. 调制脉冲干扰

实验参数：1GHz 正弦波叠加方波调制，方波频率 50Hz/100Hz(匹配 IGBT 逆变输出)，占空比 30%，需外接功率放大器驱动干扰线圈;

核心结果：主要导致输出电压失真，正弦波注入期间电压波形持续下降(见图 5、6)。

3. 浪涌干扰(符合 IEC 61000-4-5 标准)

实验参数：1.2/50μs 波形(10%-90% 上升时间，50% 下降时间 50μs)，测试电压 3000V;

核心结果：干扰主要发生在波形上升阶段;高幅值干扰下出现阻尼振荡，干扰结束后电路恢复正常输出(见图 7)。

五、研究结论与价值

1. 核心结论

不同类型的非接触磁场干扰对 IGBT 基功率电路的影响具有特异性：

突发脉冲→主要影响电流输出;

调制脉冲→主要导致电压失真;

浪涌干扰→引发阻尼振荡(上升阶段干扰最强)。

2. 应用价值

为 IGBT 基功率电路的磁场抗扰度分析与功率转换电路可靠性优化设计提供了关键实验依据，可指导高功率密度电路的电磁兼容(EMC)设计，减少干扰导致的性能损耗与寿命问题。