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電力電子應(yīng)用設(shè)計如何避坑?這款最新SiC仿真工具有一套給力的辦法

安森美 ? 來源:未知 ? 2023-05-24 00:15 ? 次閱讀
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現(xiàn)代電力電子產(chǎn)品不斷向更高頻、更高效、更高密度、更高壓化的趨勢發(fā)展,給系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計帶來挑戰(zhàn)。

為加快設(shè)計周期,降低設(shè)計復(fù)雜性,各種仿真工具應(yīng)運而生。

然而,在加速產(chǎn)品設(shè)計的同時,依然可能有很多坑……

- 要生成相關(guān)模型,常常提供的是理想的雙脈沖測試裝置,然而,實際應(yīng)用場景可不會那么理想呢

- 硬開關(guān)可以由模型生成工具和在線仿真工具處理,可是對軟開關(guān),無能為力啊

- 寄生參數(shù)定義不準(zhǔn)確,生成的模型和仿真結(jié)果差強人意……

為解決類似設(shè)計挑戰(zhàn),安森美(onsemi)最新推出了一款基于PLECS的具有獨特功能的仿真工具,為設(shè)計人員提供了一個在線仿真的新選擇。

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“安森美的SiC仿真工具是行業(yè)的一個重大進步,加快軟/硬開關(guān)設(shè)計上市。我們的工具使客戶能了解我們的器件在其應(yīng)用環(huán)境中的表現(xiàn),并充分優(yōu)化性能以符合技術(shù)邊界。

——安森美電源方案事業(yè)群先進電源部高級副總裁兼總經(jīng)理 AsifJakwani

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圖1:安森美ElitePower仿真工具架構(gòu)

PLECS or SPICE?

最新發(fā)布的工具包括ElitePower仿真工具和PLECS模型自助生成工具,這款工具采用具有安森美特色的可擴展仿真模型,能夠準(zhǔn)確呈現(xiàn)出采用EliteSiC系列產(chǎn)品包括EliteSiC邊界情形的電路運行情況,可幫助設(shè)計人員提高效率。

我們先通過使用流程了解下該工具的架構(gòu):首先使用PLECS模型自助生成工具,待用戶輸入應(yīng)用的寄生參數(shù)后,即可獲得極高準(zhǔn)確度的損耗模型,再將模型文件上傳到安森美的在線仿真環(huán)境中。

作為最早的電路仿真軟件,SPICE在IC行業(yè)一直都是重要的存在。PLECS的優(yōu)勢是來源于先進的編程技術(shù),以及融合了非常規(guī)建模概念的仿真算法。在復(fù)雜功率器件仿真領(lǐng)域,兩者的區(qū)別,通過這幾點對比一目了然。

SPICE:

  • SPICE使用的行為模型主要用于IC設(shè)計而不是功率器件;

  • SPICE需要很長的時間來模擬系統(tǒng),如3相電機驅(qū)動;

  • SPICE不能有效處理電氣變量以外的物理變量。

PLECS:

  • PLECS處理速度極快,可以輕松處理系統(tǒng)級需求;

  • PLECS可以同時處理多物理變量;

  • PLECS是基于實際開關(guān)過程的仿真工具。

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圖2:SPICE與PLECS對比

值得一提的是,目前市面上的PLECS模型的系統(tǒng)級仿真工具通常僅適用于硬開關(guān),而軟開關(guān)的仿真結(jié)果往往極不準(zhǔn)確。而安森美引領(lǐng)行業(yè)的PLECS模型,解決了這一難題,適用于軟/硬開關(guān)應(yīng)用,如DC-DCLLC、CLLC諧振式、雙有源橋和移相全橋變換器。

兼具高準(zhǔn)確度仿真與便捷的用戶體驗

一次到位的設(shè)計,才是最省時省錢的。而對于需要“一次到位”設(shè)計的應(yīng)用來說,復(fù)雜電力電子應(yīng)用的系統(tǒng)級仿真也至關(guān)重要。為實現(xiàn)這個目標(biāo),仿真結(jié)果必須有高準(zhǔn)確度。為提高仿真準(zhǔn)確度,安森美這款仿真工具祭出了這些必殺技。

? 高精度模型

首先從最具挑戰(zhàn)性的模型講起,安森美提供具有物理&可擴展的SiCMOSFET模型,該模型的搭建源于基礎(chǔ)的物理公式,輸入信息包括器件技術(shù)(橫截面)和芯片布局(GDS),通過對芯片尺寸和布局的優(yōu)化,實現(xiàn)對新器件的設(shè)計,從而確保在不同的仿真條件下獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果。

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圖3.物理&可擴展的SiCMOSFET模型

安森美的PLECS模型自助生成工具,能夠幫助用戶創(chuàng)建出高精度系統(tǒng)級PLECS模型。用戶既可直接在仿真平臺上使用模型,也可以將其上傳至ElitePower仿真工具進行仿真。

? 自定義應(yīng)用寄生參數(shù)

器件與電路板引線之間、器件與器件之間存在著不同的寄生參數(shù)。寄生參數(shù)會對MOSFET的開關(guān)性能產(chǎn)生影響,所以,仿真時應(yīng)該充分考慮寄生參數(shù)的影響。

在這款仿真工具中,用戶可以根據(jù)應(yīng)用的自定義需求,對顯著影響導(dǎo)通和開關(guān)損耗的電路寄生參數(shù)進行定制化設(shè)定。

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圖4.自定義寄生參數(shù)

? 詳細的損耗數(shù)據(jù)

根據(jù)用戶自定義的電偏壓和溫度條件,對導(dǎo)通和開關(guān)損耗數(shù)據(jù)進行定制化設(shè)定,用戶能夠創(chuàng)建詳細的數(shù)據(jù)表格,確保系統(tǒng)仿真的預(yù)測結(jié)果基于準(zhǔn)確的內(nèi)插,避免不準(zhǔn)確的外推。

? 邊界建模

安森美的邊界(Corner)模型適用于正常條件范圍以及邊界情形,使用戶能夠跟蹤其應(yīng)用在正常、最壞和最佳生產(chǎn)環(huán)境下在導(dǎo)通和開關(guān)損耗方面的性能差異。

此外,為確保仿真的準(zhǔn)確性,該仿真工具擁有更廣選擇的電路拓撲,包括:單相和三相AC-DC(PFC或有源前端);大功率非隔離和隔離DC-DC;單相和三相、兩電平和三電平DC-AC逆變器。

接下來,再通過一個應(yīng)用實例看下該仿真工具的簡潔界面吧。

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圖5.10kW戶用儲能系統(tǒng)的仿真示例

試用體驗后,您會發(fā)現(xiàn)該工具有這些強大功能:

  • 快速獲取仿真結(jié)果:用戶可以輕松探索不同性能指標(biāo)和它們在不同器件、電路拓撲、控制策略和負載的設(shè)計權(quán)衡。

  • 詳細的損耗數(shù)據(jù):詳細的數(shù)據(jù)確保系統(tǒng)仿真基于準(zhǔn)確的內(nèi)插而非外推的預(yù)測結(jié)果;軟/硬開關(guān)皆可適用。

  • 使用靈活:這款仿真工具可以靈活響應(yīng)各種屬性調(diào)整,比如不同系統(tǒng)參數(shù)規(guī)格、柵極驅(qū)動阻抗、散熱設(shè)計和產(chǎn)品邊界表現(xiàn)。

  • 產(chǎn)品推薦:提供基于應(yīng)用和拓撲的產(chǎn)品挑選建議。

親們,這些是您想要的最硬核的仿真功能嗎?小編覺得功能太強大,全部講出來太難啦,歡迎試用體驗,并留言分享您的驚喜發(fā)現(xiàn)。

該仿真工具完全在線,不需要許可證,只需要使用myON賬戶登錄,點擊閱讀原文,立即開始仿真之旅吧。

小編為您奉上兩份新仿真工具實用指南——《Elite Power仿真工具用戶指南》、《Elite Power仿真工具和PLECS模型自助生成工具的技術(shù)優(yōu)勢》,掃碼一睹為快。

85ed90ac-f984-11ed-90ce-dac502259ad0.png掃碼填表下載安森美SiC仿真工具實用指南

想再深入了解ElitePower仿真工具,這場即將到來的在線研討會不容錯過。

SiC仿真工具在線研討會 研討會時間2023年05月25日,10:00開始 演講嘉賓

Shawn Huang

安森美現(xiàn)場應(yīng)用工程師

Shawn負責(zé)工業(yè)類特別是光伏/儲能應(yīng)用的產(chǎn)品推廣和技術(shù)支持,在光伏逆變器、變頻器、電網(wǎng)補償裝置產(chǎn)品、高壓大功率電源及SiC功率器件領(lǐng)域有多年研發(fā)經(jīng)驗。

研討會要點
  • 了解安森美引領(lǐng)行業(yè)的PLECS模型能生成有效精準(zhǔn)的仿真,適用于軟/硬切換開關(guān)應(yīng)用,例如DC-DC LLC 和CLLC諧振、雙有源橋和相移全橋。

  • 介紹安森美自助式PLECS模型自助生成工具,并回顧如何利用新穎的基于物理的、可擴展的SPICE 建模方法創(chuàng)建定制的高保真系統(tǒng)級PLECS模型。

  • 在安森美引領(lǐng)行業(yè)的ElitePower Simulator中部署準(zhǔn)確的PLECS模型。

“碼”上報名

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#五一假期福利 活動獲獎名單

感謝所有參與活動的朋友們對安森美的關(guān)注,以下是活動獲獎?wù)叩奈⑿抨欠Q或郵箱地址。后續(xù)將發(fā)送卡密至獲獎?wù)哙]箱,請注意查收。

(微信昵稱獲獎?wù)邉e忘了發(fā)送郵箱地址到我們的后臺哦~)

1100元京東e卡(3名)

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430元京東e卡(50名)

凱迪拉克/金璽科技/輝常了德/David/羽你同行/心向陽/沙漠尋雪/旺仔牛奶糖/小恐龍/微/周殿/熱情火火/何日君再來/醉酒紅塵/杰德利刃/露荷/感恩的心/zbc/w1/IU/jianchi/lospring3/好好學(xué)習(xí)/焦俊/RenWei/Brain/Keith/William/百煉成鋼/最愛麻麻/萬里煙波/LGWu/Lewis/福星高照2023/發(fā)哥/我的未來不是夢/一只小松許/18media/執(zhí)念深幾許/紅樓尋夢/淺念/芳華/Amy綠蘿/愛の泡泡/今朝有酒/下一站°永遠/baby楊/五百英里/烏托邦/菌中無戲言

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