ROHM课堂 | 什么是网孔分析法

发布时间：2026-01-16 10:36
作者：AMEYA360
来源：ROHM
阅读量：281

　　网孔分析法(网孔电流法、回路电流法)是一种电路分析的基本方法，该方法将导线互不交叉的平面电路中的每个网孔电流设为未知量，并根据基尔霍夫电压定律(KVL)建立联立方程组，从而求解电压和电流。它是与节点分析法并列的代表性电路分析方法，尤其能够高效地求解具有多个电压源的电路。若能灵活运用这两种方法，就可以应对更广泛的电气网络。接下来我们将详细介绍网孔分析法的原理、基本步骤以及如何将其拓展应用于包含多个电源和受控源的复杂电路。

　　网孔分析法概述

　　网孔分析法的前提是目标电路为平面电路。该方法为每个闭合回路(即网孔)分配一个网孔电流作为未知量，并根据电路元件、电源和KVL建立联立方程组。由于大多数示例电路都是平面电路，因此该方法具有适用性强的特点。

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　　与基尔霍夫定律的关系

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　　基本步骤和示例

　　在网孔分析法中，需要定义围绕闭合回路流动的网孔电流，并对每个回路应用KVL。以下Step将采用仅包含电阻和电压源的简单案例来说明标准分析步骤。

　　Step 1：分配网孔电流

　　首先确认电路是平面电路，然后为每个基本网孔(不包含其他回路的最小闭合路径)设置任意方向的网孔电流。按照惯例，若将所有网孔均设为顺时针方向，会更易于进行符号管理。

　　Step 2：对每个网孔应用KVL

　　对每个网孔应用KVL，并用网孔电流表示每个元件的电压降或电压升。当网孔间共有元件时，该元件的电压用网孔电流的差值来表示。

　　针对每个网孔，沿着回路应用KVL。需注意电流是如何流过每个电路元件的，回路内有电压源时需注意其极性。当两个网孔共有一个电路元件时，需要用两个网孔电流在该元件内流动方向相反时的差值来表示该元件的电压降。

　　基于矩阵形式的网孔分析法

　　当含有多个电压源或三个以上的回路时，手动求解所有的联立方程组将变得十分困难。在这种情况下，将方程组转换为矩阵形式，并应用标准的线性代数步骤(或电路仿真和软件)，能够使分析更加系统化。下面将介绍网孔分析法中矩阵表达式的建立方法和求解步骤。

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　　2025年11月11日，全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)今日宣布，开发出实现业界超宽SOA*1 范围的100V 耐压功率MOSFET“RS7P200BM” 。该款产品采用5060 尺寸(5.0mm×6.0mm)封装，非常适用于采用48V电源AI服务器的热插拔电路*2，以及需要电池保护的工业设备电源等应用。　　RS7P200BM采用小型DFN5060-8S(5060尺寸)封装，与ROHM在2025年5月发售的DFN8080-8S(8.0mm×8.0mm尺寸)封装AI服务器用功率MOSFET“RY7P250BM”相比，可实现更高密度的安装。 　　新产品在VDS=48V工作条件下，可确保脉冲宽度10ms时7.5A、1ms时25A的宽SOA范围，同时，还实现了与之存在权衡关系的低导通电阻(RDS(on))*3 4.0mΩ(条件：VGS=10V、ID=50A、Ta=25℃)。通过抑制通电时的发热，有助于提高服务器电源的效率并减轻冷却负荷，进而进一步降低电力成本。　　新产品已于2025年9月开始量产(样品价格800日元/个，不含税)。本产品已经开始通过电商进行销售，可咨询AMEYA360客服。　　未来，ROHM将持续扩充适用于AI服务器等所用的48V电源的产品阵容，通过提供效率高且可靠性高的解决方案，为进一步节能和构建可持续的ICT基础设施贡献力量。　　开发背景　　随着AI技术的飞速发展和普及，搭载生成式AI和高性能GPU的服务器对稳定运行和能效提升的需求日益增长。尤其在热插拔电路中，能够应对浪涌电流*4和过负载、实现稳定运行的宽SOA范围功率MOSFET至关重要。另外，在数据中心和AI服务器领域，为了节能而正在加速向电源转换效率的48V电源系统转型，如何构建与其适配的高耐压、高效率电源电路成为当前的技术课题。　　ROHM通过推出符合市场需求的5060尺寸封装新产品，进一步强化适用于AI服务器热插拔电路的100V耐压功率MOSFET产品阵容。未来，ROHM将继续致力于降低数据中心的功率损耗、减轻冷却负荷，进而为提升服务器系统的可靠性和节能性能做出贡献。　　应用示例　　48V系统AI服务器和数据中心电源的热插拔电路　　48V系统工业设备电源(叉车、电动工具、机器人、风扇电机等)　　AGV(自动引导车)等电池驱动的工业设备　　UPS、应急电源系统(电池备份单元)　　关于EcoMOS™品牌　　EcoMOS™是ROHM开发的Si功率MOSFET品牌，非常适用于功率元器件领域对节能要求高的应用。 EcoMOS™产品阵容丰富，已被广泛用于家用电器、工业设备和车载等领域。客户可根据应用需求，通过噪声性能和开关性能等各种参数从产品阵容中选择产品。・EcoMOS™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。　　术语解说　　*1) SOA(Safe Operating Area)　　元器件不损坏且可安全工作的电压和电流范围。超出该安全工作区工作可能会导致热失控或损坏，特别是在会发生浪涌电流和过电流的应用中，需要考虑SOA范围。　　*2)热插拔电路　　可在设备电源运转状态下实现元器件插入或拆卸的、支持热插拔功能的整个电路。由MOSFET、保护元件和接插件等组成，负责抑制元器件插入时产生的浪涌电流并提供过流保护，从而确保系统和所连接元器件的安全工作。　　*3) 导通电阻(RDS(on))　　MOSFET启动时漏极与源极之间的电阻值。该值越小，工作时的损耗(功率损耗)越少。　　*4)浪涌电流(Inrush Current)　　在电子设备接通电源时，瞬间流过的超过额定电流值的大电流。因其会给电源电路中的元器件造成负荷，所以通过控制浪涌电流，可防止设备损坏并提高系统稳定性。
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