[发明专利]一种基于神经网络的硅通孔电感等效电路参数提取方法及装置

权利要求书

1.一种基于神经网络的硅通孔电感等效电路参数提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)提取硅通孔电感的参数：对硅通孔电感进行仿真，获取硅通孔电感在不同频率下的Y参数，通过改变硅通孔电感的设计参数，包括硅通孔的直径d_tsv、硅通孔与磁芯空洞之间的距离d_sep、两个磁芯空洞之间的距离w_mag以及硅通孔的高度，获得多组数据，并计算硅通孔电感的理论电感值；

2)根据硅通孔电感的电学特性，构建由子电路Y_S和Y_shunt组成的π型硅通孔电感等效电路，Y_S两端分别串联一个Y_shunt，两个Y_shunt的另一端接地，其中Y_S的具体结构为电阻R₂和电容C₁先并联再与电阻R₁和电感L₁串联，Y_shunt的具体结构为电阻R₃和电容C₃先并联再与电容C₂串联；

3)利用神经网络模型提取硅通孔电感等效电路参数，网络的输入为硅通孔电感的设计参数和理论电感值，网络的输出为硅通孔电感等效电路中电阻、电感和电容对应的电阻值、电感值和电容值，根据硅通孔电感等效电路中的具体元件值计算出神经网络预测的Y参数，与实际的Y参数以及通过理论电感值和预测的L₁之差构建的正则项共同构成损失函数，训练网络得到硅通孔电感等效电路参数提取模型；

4)给定硅通孔电感的设计参数，利用训练好的硅通孔电感等效电路参数提取模型计算等效电路中的元件值，进而快速地计算Y参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的硅通孔电感等效电路参数提取方法，其特征在于，所述的硅通孔电感由硅通孔和金属线相连构成环形电感结构，并带有CoZrTa磁芯，所述磁芯与硅通孔垂直，且磁芯与硅通孔之间存在两个磁芯空洞。

3.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的硅通孔电感等效电路参数提取方法，其特征在于，步骤2)中硅通孔电感等效电路使用二端口π模型，其Y参数表示为：

其中Y₁₁、Y₁₂、Y₂₁和Y₂₂为随频率变化的复数，等效电路中有Y₁₁＝Y₂₂，Y₁₂＝Y₂₁；根据等效电路与Y参数的关系，子电路的Y参数表示为：

Y_S＝-Y₁₂，

Y_shunt＝Y₁₁+Y₁₂。

4.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的硅通孔电感等效电路参数提取方法，其特征在于，步骤3)中理论电感值的计算方法为：

L＝n^２·μ·w_mag·t_mag·n_lam/l_m

其中n为硅通孔电感的匝数，μ为CoZrTa的磁导率，t_mag为磁芯的厚度，n_lam为磁芯叠层的数量，l_m为有效平均磁路长度，计算方法为：

其中h和w的计算方法为：

h＝n·(d_ind+d_tsv)-d_ind+2d_sep

w＝d_tsv+2d_sep

其中d_ind为硅通孔之间的距离。