安森美引領行業的Elite Power仿真工具和PLECS模型自助生成工具的技術優勢
發布時間:2023-07-19 來源:安森美 責任編輯:wenwei
【導讀】本文旨在介紹 安森美 (onsemi) 的在線 Elite Power 仿真工具和 PLECS 模型自助生成工具 (SSPMG) 所具有的技術優勢,提供有關如何使用在線工具和可用功能的更多詳細信息。我們首先介紹一些與 SPICE 和 PLECS moxingyouguandejichuzhishi,jiexialaijieshaokaiguansunhaotiqujishuhejishengxiaoyingyingxiangdexiangxixinxi,bingjieshaoxunikaiguansunhaohuanjingdegainianheyoushi。gaixunihuanjinghaikeyonglaiyanjiuxitongxingnengduibandaotigongyibianhuadeyilaixing。zuihou,benwenxiangxijieshaoduiruanyingkaiguanjieshiyongde PLECS 模型以及相關的影響。總結部分闡明了安森美工具比業內其他用於電力電子係統級仿真的工具更精確的原因。
物理和可擴展 SPICE 建模
基於半導體物理學的物理和可擴展 SPICE 建模的引入替代了行為較不準確的SPICE 模型。此類行為模型無法代表複雜的現代功率器件,例如 SiC MOSFET 和 IGBT。安森美的物理 SPICE 模型可捕捉複雜效應,如反向恢複、zifareyijiyinzhizaozhongdegongyijishufenbueryinqidedianqicanshubianhua。shouxianhuishengchengyigehexinkekuozhanmoxing,ranhoutongguotiaozhengtedingdexinpianbujuhefengzhuangcanshu,weicaiyongxiangtongjishudeduogechanpinshengchengmoxing。
以下白皮書介紹了安森美的物理和可擴展建模的詳細信息1,2,3,4。這種建模能力是安森美的先進PLECS 建模能力的基石,在後續章節中有詳細介紹。
PLECS 基礎知識
PLECS 不是基於 SPICE 的電路仿真工具,此類工具重點關注的是電路元件的低級別行為5。而 PLECS 可通過優化的器件模型促進完整係統的建模和仿真,盡可能地提高速度和精度。因此像 SiC MOSFET 這樣的功率晶體管被視為簡單的開關,經過簡單配置後,可以顯示與導通和開關轉換相關的損耗。PLECS 模型稱為“熱模型”,包含導通和開關損耗的查找表以及 Cauer 或 Foster 等效網絡形式的熱鏈。通常,基於測量的損耗表與製造商提供的數據表一致。在仿真期間,PLECS 使用損耗表通過插值和/或外推的方法,獲得電路運行偏置點下的導通和開關損耗。
用於測量開關損耗的雙脈衝測試
測量開關損耗的一種常用方法是雙脈衝測試。理論原理圖如圖 1 所示。
圖 1.雙脈衝測試儀基本原理圖
它可以是半橋結構或四分之一橋結構。在測試之初,我們認為電感電流為零,或者說,電感已完全放電。原理如下:
diyibu,dibiancekaiguandaotong,dianganzhongdedianliukaishizengjia。dangdiangandianliudadaoceliangdianshi,dibiancekaiguanguanduan。cishi,womencelianggaidianliudeguanduansunhao。ranhou,zaigaobiancexuliuerjiguandezuoyongxia,diangandianliujixuliudong。youyuerjiguandeyajiangjihuweilingqiechixushijianhenduan,yincidiangandianliuzaigaijieduanbeishiweihengding。zuihou,dibiancekaiguanzaicidaotong,bingshiyongyuqianyigeguanduanshikejihuxiangtongdediangandianliuceliangkaitongsunhao。zaicipeizhizhong,kaiguanyiyingkaiguanfangshidaotong。
我們在白皮書“SiC 仿真”6中提到,雙脈衝測試儀的設置方式(半橋或四分之一橋)會影響開關損耗。SiC 肖特基二極管的 QC 遠低於 MOSFET 體二極管 QRR。由於高邊側開關/二極管中的該電荷/能量會在低邊側開關導通時耗散,因此相關電路設置(以及外部元件)會影響主開關損耗。此設置可稱為“升壓”型雙脈衝測試。開關電感連接到輸入電壓。有源開關連接在低邊側。無源開關可以是一個簡單的二極管,連接在高邊側。
雙脈衝多種可選原理圖
從上一段落中,我們可以通過前麵所有的“升壓”型雙脈衝測試得出“降壓”型雙脈衝測試電路,如圖 2 中所示。
圖 2.雙脈衝“升壓”和“降壓”測試原理圖
在這種“降壓”結構中,更容易看到輸出對地短路。有源開關在高邊側,無源開關(也可以是二極管)在低邊側。理論上因為“降壓”型與“升壓”型相比完全對稱,獲得的結果應該相同。但實際上因為高邊側開關浮地,“降壓”型xing雙shuang脈mai衝chong測ce試shi需xu要yao更geng複fu雜za的de測ce量liang設she置zhi。眾zhong所suo周zhou知zhi,直zhi接jie連lian接jie或huo低di邊bian側ce探tan針zhen要yao顯xian著zhu優you於yu差cha分fen或huo高gao邊bian側ce探tan針zhen。因yin此ci,這zhe種zhong設she置zhi在zai現xian實shi中zhong很hen少shao使shi用yong。
寄生效應
在本節中,我們將分析影響有源器件開關損耗的一些主要外部因素。我們已經在白皮書“SiC 仿真”6 中了解了高邊側二極管或 MOSFET 元件的影響。在同一篇白皮書中,我們還可以看到封裝或寄生元件的影響。但是 安森美物理和可擴展產品模型已經捕捉封裝影響。
電感電容
幹擾有源開關損耗的第一個元件是開關電感的寄生電容(圖 3)。有關其效應的更多詳細信息,請參閱白皮書“使用物理和可擴展仿真模型評估參數和應用結果”7。使用下圖中的原理圖,在幾乎理想的雙脈衝測試電路中繪製了 Eon、Eoff 與帶有 22 mΩ/1200 V M3S SiC MOSFET (NTH4L022N120M3S) 的電感寄生電容的關係圖。
圖 3.用於仿真雙脈衝測試儀損耗的電感寄生電容
帶有 10 pF 寄生電容的電感是一個非常好的電感。帶有 100 pF 寄生電容的電感是普通電感。最後,帶有 1 nF 寄生電容的電感是非常差的電感。圖 4 和 5 顯示了這種寄生電容對漏極電流和電壓上升和下降時間的影響。
圖 4.導通時的漏電壓和電流取決於開關電感寄生電容值
圖 5.關斷時的漏電壓和電流取決於開關電感寄生電容值
開通時,由於電感寄生電容的作用,大電流尖峰增加。在雙脈衝測試中,很容易理解這個寄生電容會增加輸出電容 COSS。在關斷時,漏電壓上升時間隨著電容值增加。這是正常現象,因為用固定電流值給較大的電容充電需要更多時間。
我們可以在下圖中看到電感寄生電容對 Eon 損耗的影響。對於非常差的電感,電感寄生電容產生的損耗遠高於原生 MOSFET 電容 (COSS)。在圖 6 上,我們可以看出差電感造成的 MOSFET Eon 損耗幾乎翻倍。
圖 6.開關電感寄生電容對導通和關斷損耗的影響
在“降壓”型電路上也會有一樣的結果或效應。考慮到輸入和輸出端有一個大的去耦電容器,電容(CIN、COUT 和 CParasitic)是串聯的。等效電容的值在電感寄生電容的範圍內,該值應該更小。該等效電容與 MOSFET 並聯,如下一個理論原理圖(圖 7)中所示。
圖 7.開關電感寄生電容等效效應
在較小的緊湊型 DC-DC 轉換器中使用平麵電感會引起這種現象,因為各層(或匝)以非常小的層間距離堆疊,導致電感的寄生電容較大。在低電壓應用中,該寄生電容就已經會帶來問題。對於使用 SiC 的高壓應用,電感寄生電容的效應會更為顯著。
PCB 漏感
我們將在此處討論的第二個寄生元件是 PCB 漏感。電源設計人員都知道,開關回路越小,性能越好。然而,在某些情況下,為了降低 EMI,可以使用鐵氧體磁珠產生一個小延遲來減慢電流上升沿,以便漏電壓下降。通過減慢電流斜率以使電壓達到“零”也有利於減少損耗。下麵的實驗使用了一個理想的雙脈衝測試電路並在開關回路中添加了可變漏感(參見圖8)。其中開關中涉及的各種 PCB 元件之間的距離彼此越來越遠,來模擬更大的開關環路。
圖 8.用於仿真雙脈衝測試損耗的布局寄生電感
圖 9 和 10 顯示漏極電流和漏極-源極電壓隨 PCB 漏感的變化。
圖 9.開通時的漏電壓和電流取決於布局寄生電感值
圖 10.關斷時的漏電壓和電流取決於布局寄生電感值
在按預期開通時,電壓下降斜率 (dV/dt) 相似,而當 PCB 電感增加時,電流斜率 (dI/dt) 變慢。這會造成延遲,因此會像在軟開關情況下一樣降低 Eon 損耗。關斷時,電流下降沿相比電壓上升沿延遲,導致更多損耗。圖 11 中繪製了開關損耗。
圖 11.布局寄生電感對導通和關斷損耗的影響
由於 Eoff 通常低於 Eon,是否存在可能降低總損耗 Etotal 的折衷方案?
圖 12 繪製開通、關斷和總開關損耗與 PCB 漏感的函數關係。
圖 12.布局寄生電感對導通、關斷和總開關損耗的影響
采用100 nH 寄生電感的總開關損耗似乎有一個“最佳”值。但是,如圖 9 和10 中的綠色曲線所示,這個大電感值會引起大的振鈴。電流和電壓的 EMI 成分很重要,也會影響設計,需要複雜的濾波。由於 EMI 問題總是很難解決,因此難以找到合適的折衷方案。
去耦電容
得de益yi於yu串chuan聯lian電dian容rong網wang絡luo,與yu使shi用yong電dian感gan寄ji生sheng電dian容rong實shi現xian的de效xiao果guo一yi樣yang,去qu耦ou電dian容rong可ke以yi起qi到dao相xiang同tong的de作zuo用yong。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,電dian容rong應ying當dang小xiao並bing且qie與yu電dian感gan寄ji生sheng電dian容rong在zai同tong一yi範fan圍wei內nei。但dan是shi,如ru果guo開kai關guan電dian感gan近jin乎hu理li想xiang,會hui發fa生sheng什shen麼me情qing況kuang?很hen直zhi觀guan,母mu線xian電dian壓ya會hui降jiang低di。在zai實shi際ji應ying用yong中zhong,設she計ji人ren員yuan需xu要yao在zai去qu耦ou電dian容rong的de數shu量liang和he母mu線xian上shang的de壓ya降jiang之zhi間jian找zhao到dao一yi個ge折zhe衷zhong方fang案an。此ci折zhe衷zhong方fang案an應ying力li求qiu盡jin量liang減jian少shao對dui損sun耗hao的de影ying響xiang。
通過配置相同的雙脈衝測試電路並包括具有不同去耦電容的輸入濾波器來評估對損耗的影響。(參見圖 13)
圖 13.用於仿真雙脈衝測試儀損耗的去耦電容器和輸入濾波器
圖 14 顯示與去耦電容值的函數關係的相同曲線(Eon、Eoff)。
圖 14.去耦電容對導通和關斷損耗的影響
低於 200 nF,Eon 降低,因為漏電壓也急劇降低。在 1 µF 和 10 µF 之間,Eon 略有下降,這微乎其微。高於 10 µF,對 Eon 的影響可以忽略不計。因此,對於 40 A 範圍內的電流,1 µF 至 10 µF 之間的去耦電容值較為適合。
分流電阻
用於感測電流的分流電阻具有電阻損耗,它可以輕微抑製(由於值相對較低)由 PCB 漏感、負載電感電容和去耦電容組成的諧振網絡。
在雙脈衝測試中接入一個分流電阻可以證明分流(及其位置)是否會影響損耗。(參見圖 15)
圖 15.用於仿真雙脈衝測試儀損耗的分流電阻
圖 16 繪製損耗與分流電阻值的函數關係。
圖 16.分流電阻對導通和關斷損耗的影響
對於40 A 電流的不切實際的大分流電阻值會降低 Eon 和 Eoff 損耗。然而,當分流電阻的值高於 100 mΩ 時,減少的能量損耗並不能補償分流電阻上增加的導通損耗。
測量方法。
要生成表示器件損耗的 Eon 和 Eoff,必須構建盡可能理想且寄生效應很小的雙脈衝測試儀。在這種情況下,需應用具有極低寄生電容的電感、極短開關環路和高去耦電容值。因為該設置不適用於大規模生產,所以任何選定的元器件的成本或尺寸都無關緊要。
根據應用重點使用半橋或四分之一橋結構。對於太陽能升壓應用,四分之一橋是首選。對於其他應用,半橋是首選。
雙脈衝測試是測量損耗的好方法嗎?
如果我們想要在寄生元件影響最小的情況下測量最低損耗,答案是“是的”,具體取決於測試平台的質量。安森美先進的雙脈衝測試平台是實現此目的非常好的工具。它可以比較 安森美不同代次下各種芯片尺寸(和 RDS(on))和封裝的產品組合和。
然ran而er,緊jin隨sui其qi後hou的de問wen題ti是shi什shen麼me樣yang的de損sun耗hao對dui客ke戶hu及ji其qi應ying用yong有you影ying響xiang?安an森sen美mei測ce試shi平ping台tai是shi雙shuang脈mai衝chong測ce試shi環huan境jing中zhong無wu數shu寄ji生sheng邊bian界jie條tiao件jian其qi中zhong之zhi一yi。顯xian然ran,當dang客ke戶hu在zai實shi際ji應ying用yong中zhong評ping估gu損sun耗hao時shi,器qi件jian將jiang不bu會hui在zai 安森美測試環境中運行。例如,數據表中給出的損耗值無法反映客戶環境中的損耗。
評ping估gu客ke戶hu應ying用yong中zhong損sun耗hao的de最zui佳jia方fang法fa是shi在zai特te定ding的de雙shuang脈mai衝chong測ce試shi儀yi中zhong引yin入ru精jing確que的de寄ji生sheng元yuan件jian。換huan句ju話hua說shuo,此ci雙shuang脈mai衝chong測ce試shi變bian得de專zhuan用yong於yu您nin的de應ying用yong。但dan是shi,為wei每mei個ge新xin設she計ji或huo新xin客ke戶hu應ying用yong進jin行xing新xin的de測ce量liang設she置zhi或huo調tiao整zheng現xian有you設she置zhi並bing不bu切qie實shi際ji。此ci外wai,還hai必bi須xu考kao慮lv存cun在zai多duo級ji電dian路lu的de情qing況kuang,例li如ru雙shuang有you源yuan橋qiao。這zhe種zhong情qing況kuang下xia,初chu級ji和he次ci級ji在zai工gong作zuo點dian、線xian路lu布bu局ju和he所suo涉she及ji的de元yuan件jian方fang麵mian可ke能neng不bu同tong,例li如ru在zai特te定ding一yi側ce測ce量liang的de去qu耦ou電dian容rong和he電dian感gan寄ji生sheng電dian容rong。因yin此ci,需xu要yao調tiao整zheng雙shuang脈mai衝chong測ce試shi平ping台tai以yi評ping估gu每mei一yi級ji電dian路lu和he配pei置zhi中zhong的de損sun耗hao。人ren們men很hen快kuai就jiu意yi識shi到dao,這zhe本ben身shen就jiu是shi一yi項xiang永yong無wu休xiu止zhi的de工gong作zuo。
電力電子設計人員是否有其他方法為其應用獲得高度精確的損耗模型?
基(ji)於(yu)仿(fang)真(zhen)的(de)虛(xu)擬(ni)平(ping)台(tai)可(ke)替(ti)代(dai)這(zhe)種(zhong)複(fu)雜(za)且(qie)有(you)限(xian)的(de)基(ji)於(yu)測(ce)量(liang)的(de)方(fang)法(fa)。該(gai)替(ti)代(dai)方(fang)法(fa)隻(zhi)能(neng)使(shi)用(yong)非(fei)常(chang)精(jing)確(que)的(de)器(qi)件(jian)仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)。簡(jian)而(er)言(yan)之(zhi)仿(fang)真(zhen)優(you)勢(shi)遵(zun)循(xun)眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)的(de)“Garbage-in, Garbage-out”(垃圾進,垃圾出)理論。借助 安森美提供的久經驗證的物理和可擴展 SPICE1、2、3、4 模型,設計人員能夠通過快速仿真而不是耗時、angguidejiyuceliangdefangfa,weiqiyingyongshixianzuijingquedesunhaomoxing。shejirenyuankeyigoujiancanshuhuafangzhen,zaiyigezhouqineiyunxingduogeanli,bingtongguozidonghuakuaisuhuodejieguo。ansenmeishenzhizhezhongfangfageikehudailaidejudayichu,tuichule PLECS 模型自助生成工具 (SSPMG),可在 這裏 獲取。
擴展的開關損耗仿真原理圖 PLECS 模型
在 SSPMG 中,onsemi 已納入 30 多個參數來調整雙脈衝測試儀仿真原理圖,以提取 SiC MOSFET 分立器件和功率模塊損耗。圖 18 顯示分立式產品的原理圖。所有參數都是為了反映應用中的所有特定情況和所有可能的電路級數。此外,還可以定製柵極驅動電壓。
圖 17.引入寄生效應以反映實際應用的分立式產品典型雙脈衝測試儀原理圖
圖 18.用於 PLECS 生成模型的分立式產品雙脈衝測試儀原理圖
為了生成 PLECS 模型,用戶在圖 18 右側所示的表格中輸入原理圖的參數值。完整列表如圖 19 所示。
圖 19.雙脈衝測試儀生成 PLECS 模型的示例參數值
用戶根據工程專業知識、布局限製、寄生參數合理值、電路結構輸入參數,並非需要所有參數,有些可能不會出現在用戶應用案例中。例如,出於 EMI 目的,可能使用也可能不使用並聯在漏極-源極之間的電容來抑製漏電壓 dv/dt。
默認情況下,大多數參數設置為零。在這種情況下,它僅反映器件性能,不反映特定使用情況下的器件性能。
圖 20 顯示用於生成硬開關 PLECS 模型的 SSPMG 工作範圍定義。
圖 20.僅硬開關的工作範圍設置
通過 PLECS 模型中的密集損耗表提高精度。
如前所述,半導體的導通損耗和開關損耗都與電流、電壓和溫度呈高度非線性關係。由於測量非常耗時,典型的基於數據表的 PLECS 模型不是很密集。這會直接導致電路仿真時插值不夠精確,推導也相當不精確,如圖21 所示。在 SSPMG 中,用戶可以根據自己的需要設置損耗表的範圍(在器件規格限製內)和密度。幾分鍾內即可獲得結果。借助此功能,用戶可以在電路仿真過程中確保 PLECS 的精確插值和不用推導。Elite Power 仿真工具中的默認 PLECS 模型本質上已經很密集。
圖 21.利用小數據集和大數據集插值和外推錯誤
利用密集的數據集,PLECS 進行的用於評估開關和導通損耗的插值將更加精確。這反過來又確保了對損耗、效率和溫度的精確應用分析。
在 PLECS 模型中包含軟開關
傳統雙脈衝測試中未獲得的一項缺失和關鍵信息是軟開關操作情況下的損耗。典型雙脈衝測試儀隻適用於硬開關。
熟悉軟開關技術(LLC、CLLC 等全諧振級或者全橋相移或雙有源橋等暫態諧振級)的de設she計ji人ren員yuan都dou知zhi道dao,如ru果guo在zai發fa生sheng開kai關guan事shi件jian之zhi前qian有you足zu夠gou的de諧xie振zhen能neng量liang,就jiu可ke以yi實shi現xian軟ruan開kai關guan。否fou則ze,如ru果guo能neng量liang低di於yu所suo需xu量liang,則ze可ke以yi實shi現xian部bu分fen軟ruan開kai關guan,在zai諧xie振zhen回hui路lu完wan全quan沒mei有you諧xie振zhen能neng量liang的de情qing況kuang下xia,甚shen至zhi就jiu是shi硬ying開kai關guan。
以下基本原理圖顯示了硬開關和軟開關轉換電流(參見圖 22 和 23)。
圖 22.硬開關轉換
在硬開關轉換中,存儲在導通器件中的能量在導通的器件中丟失。在軟開關中,此能量從導通的器件轉移到關斷的器件,對比圖 23 和圖 22 可以看出。
圖 23.軟開關轉換
開關事件在圖24 下xia恢hui複fu。對dui於yu關guan斷duan事shi件jian,所suo示shi的de開kai關guan電dian流liu方fang向xiang是shi開kai關guan事shi件jian或huo關guan斷duan之zhi前qian的de方fang向xiang。對dui於yu導dao通tong事shi件jian,所suo示shi的de開kai關guan電dian流liu方fang向xiang是shi開kai關guan事shi件jian或huo導dao通tong之zhi後hou的de方fang向xiang。
圖 24.開關事件合成
安森美新的Elite Power 仿真工具和 SSPMG 中包含了適用於軟開關的PLECS 模型,該工具在典型雙脈衝測試儀中引入了一個小的修改(參見圖 17),以便以軟開關方式工作(參見圖25)。它還包含其他參數,以在發生開關事件時捕捉諧振電感中的 dI/dt。
圖 25.引入寄生效應以反映實際應用的分立式產品軟開關雙脈衝測試儀原理圖
根據法拉第感應定律 E=L*dI/dt,此 dI/dt 直接與諧振電感電壓關聯。“反射”電壓源代表變壓器電壓,有助於設置諧振電感中的 dI/dt。
用戶還可以輸入發生諧振轉換時高邊側和低邊側開關之間允許的最大死區時間。用戶可以在 SSPMG 中選擇硬或軟開關類型。當用戶輸入選擇軟開關操作時,所有附加的軟開關相關參數會自動出現,如圖 26 所示。
圖 26.硬開關和軟開關的工作範圍設置
有了這些額外的參數,安森美讓客戶能夠預測硬開關、軟開關或部分軟開關的任何開關情況下的損耗。
設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)了(le)解(jie)其(qi)應(ying)用(yong)針(zhen)對(dui)特(te)定(ding)設(she)計(ji)或(huo)參(can)數(shu)集(ji)的(de)真(zhen)實(shi)性(xing)能(neng)或(huo)損(sun)耗(hao)。他(ta)們(men)還(hai)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)模(mo)式(shi)之(zhi)間(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)發(fa)生(sheng)在(zai)哪(na)些(xie)工(gong)作(zuo)點(dian),以(yi)及(ji)對(dui)損(sun)耗(hao)、效率或溫度的影響。
安森美通過用於損耗生成模型的 SSPMG 和用於應用仿真的 Elite Power 仿真工具,以非常易於使用和簡單的方式簡化了軟開關拓撲性能的評估。
邊界 PLECS 模型生成
傳統的基於測量的 PLECS 模型適用於製造中的典型或標稱過程案例。安森美已根據實際製造分布為 SiC MOSFET 開發了精確的邊界和統計學 SPICE 模型。利用這些器件級邊界模型,安森美讓 SSPMG 和 Elite Power 仿真工具的用戶能夠在係統級探索其應用對半導體工藝變化的穩健性。柵極氧化層厚度、電子遷移率和外延區摻雜濃度(僅舉幾例)等不相關的工藝參數共同作用,導致閾值電壓 Vth、RDS(on) 和電容等電氣參數產生相關變化。電氣參數的變化反過來會引起 PLECS 模型中包含的導通和開關能量損耗的變化。表 1 捕捉 SiC MOSFET 電氣參數和 PLECS 模型基於物理的相關性。例如,物理意義上最壞情況下的導通損耗和最壞情況下的開關損耗不會同時發生。
表 1.PLECS 邊界模型
根據應用,導通和開關能量損耗對整體係統性能的影響會有所不同。安森美邊界 PLECS 模型讓用戶可以靈活地研究整個相關空間。
在 SSPMG 中生成自定義 PLECS 模型時,用戶可以輕鬆選擇邊界工況,如圖 27 中所示的邊界工況選擇。
圖 27.在 SSPMG 中選擇工藝角條件
在 Elite Power 仿真工具中,用戶可以在“器件配置”步驟中為默認的 PLECS 模型選擇邊界工況。
總結
安森美推進 PLECS 模型生成和仿真的技術水平發展,助力客戶在係統級仿真中取得成功。憑借突破性的 SSPMG 平台,客戶應用寄生元件、密集的工作條件和半導體工藝變化的影響可被整合進PLECS 模型。單純依靠測量技術是無法實現所有這些功能的。此外,安森美的這套工具讓客戶首次得以生成適用於軟開關的準確 PLECS 模型。在許多情況下,應用設計人員可以避免由於估算錯誤以及設計周期長於預期而導致的大量重複設計。
由於嵌入式 PLECS 模型具有高保真度,新型 Elite Power 仿真工具提供了一種可以快速、精確地估算損耗的工具。用戶可以將基於 SSPMG 的模型直接上傳到 Elite Power 仿真工具,全部在線完成。也就是說,Elite Power 仿真工具的用戶能夠結合 PLECS 的快速在線功能來預測設計性能(損耗、溫度、ZVT/ZVS、效率)。對於新設計,他們不僅可以快速分析多個 Elite SiC MOSFET 或模塊之間的折中方案,還可以評估設計或原理圖中與開關交互的其他寄生元件的權衡取舍。
參考文獻
[1]An Introduction to Physical Scalable Models for Wide Bandgap Power Semiconductor − Part One (Blog article)
https://www.onsemi.com/blog/industrial−cloud−po wer/wide−band−gap−ecosystem−part−i
[2]Wide Bandgap Power Semiconductor: Silicon Carbide MOSFET Models − Part Two − (Blog Article) https://www.onsemi.com/blog/industrial−cloud−po wer/wide−band−gap−ecosystem−switches−disrupti ve−environments
[3]Wide Bandgap Semiconductor Simulation Model Verification − Part Three − (Blog Article) https://www.onsemi.com/blog/industrial−cloud−po wer/wide−bandgap−semiconductor−simulation−m odel−verification
[4]Physically Based, Scalable SPICE Modeling Methodologies for Modern Power Electronic Devices (White paper) −https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TND6260−D.PDF
[5]PLECS website : https://www.plexim.com/products/plecs
[6]SiC Simulation − (White paper) https://www.onsemi.com/pub/collateral/tnd6395−d.pdf
[7]Using Physical and Scalable Simulation Models to Evaluate Parameters and Application Results (White paper) − https://www.onsemi.com/pub/collateral/ tnd6330−d.pdf
[8]SiC MOSFET Corner and Statistical SPICE Model Generation − Proceeding of International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD)2020, pp. 154−147, September 2202 https://ieeexplore.ieee.org/document/9170091
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