Wärme-Management Eine neue Funktion hilft bei der thermischen Analyse

Von Gerd Kucera

Im ihrem Solution Simulator hat ROHM eine neue Funktion zur thermischen Analyse integriert. Damit lassen sich Schaltungen und Systeme für Automotiv und Industrie auf thermische Probleme von Leistungshalbleitern und Treiber-ICs verifizieren.

Bild 1: Für eine Vielzahl an Simulationen von der Bauteilauswahl über einzelne Bauteile bis hin zur Verifikation auf Systemebene.
Bild 1: Für eine Vielzahl an Simulationen von der Bauteilauswahl über einzelne Bauteile bis hin zur Verifikation auf Systemebene.
(Bild: ROHM)

Dieser Solution Simulator ermöglicht eine Vielzahl von Simulationen an ROHM-Devices: beginnend bei der Bauteilauswahl über diskrete Halbleiter bis hin zur Verifikation auf Systemebene.

Eine einfache und genaue Verifizierung von ROHM-Produkten wie SiC-Bauteilen in Leistungshalbleitern, Treiber-/Netzteil-ICs und passiven Komponenten (etwa Shunt-Widerstände) in der Schaltung unter praxisnahen Anwendungsbedingungen sollen damit umgesetzterden.

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Der Solution Simulator kam 2020 auf den Markt – im Einklang mit dem Gesamtfokus des Unternehmens: Anwendungsschaltungen entwickeln und unterstützen, die die Eigenschaften von Treiber-ICs und Leistungsbauelementen maximieren, die für die Bereitstellung hoher Leistungen in Automobil- und Industrieausrüstung ausgelegt sind. In diesem Kontext ermöglicht der Simulator die vollständige Schaltungsprüfung von Leistungshalbleiter- und Analog-ICs, betont ROHM (Bild 1, oben).

Die neu hinzugefügte Funktion zur thermischen Analyse kann in Lösungsschaltungen für Geräte und Anwendungen implementiert werden, bei denen Wärme ein Problem im Entwurf elektronischer Schaltungen sein kann. Dazu gehören PTC-Heizungen generell und Heizungen speziell für vollelektrische Fahrzeuge, die mit IGBTs und Shunt-Widerständen ausgestattet sind.

Weitere Beispiele sind DC/DC-Wandler-ICs und LED-Treiber, um der steigenden Nachfrage nach Simulationsmöglichkeiten der Temperatur während des Schaltungsbetriebs gerecht zu werden.

Ergebnisse nach Minuten satt vielen Stunden

Es sei laut ROHM der einzige Simulator in der Branche, der eine webbasierte, elektrisch und thermisch gekoppelte Analyse nicht nur der Halbleiterchip-(Sperrschicht-)Temperatur während des Betriebs, sondern auch der Pin-Temperaturen sowie der thermischen Beeinflussung von Platinenbauteilen auf Lösungsschaltungen ermöglicht. Sowohl für Leistungshalbleiter und ICs als auch für passive Bauteile. Das Ergebnis: Thermische Analysen, die früher bis zu einem Tag dauerten, könnten jetzt in etwa zehn Minuten durchgeführt werden – und 100-mal schneller als mit herkömmlichen Methoden. Das ermögliche es Anwendern, die Temperatur verschiedener Teile des Geräts schnell und einfach vor dem Prototyping zu überprüfen, statt wie bisher danach, wodass sich die Notwendigkeit einer Nacharbeit verringert. Gleichzeitig sinke der Aufwand in der Entwicklungsarbeit, wenn Wärme ein Thema ist.

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