Wärme-Management Thermische Analyse-Funktion im Solution Simulator

Von Gerd Kucera

Der Solution Simulator ermöglicht Design-Analysen mit SiC-Halbleitern, Treiber-/Netzteil-ICs und passiven Komponenten von ROHM. Jetzt hilft eine neue Funktion bei der thermischen Analyse.

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)

Der Solution Simulator kam 2020 mit dem Ziel auf den Markt, Anwendungsschaltungen durch das webbasierte Werkzeug schneller entwickeln zu können. Es sollte damit gelingen, alle Eigenschaften von Treiber-ICs und Leistungsbauelementen von ROHM optimal zu nutzen und sie für hohe Leistungen in Automobil- und Industrieausrüstung auszulegen. Und weiterhin sollte mit dem Web Tool beim Prototypenentwurf und seiner Validierung deutlich Entwicklungsaufwand eingespart werden. In diesem Kontext ermöglicht der Simulator die vollständige Schaltungsprüfung von Leistungshalbleiter- und Analog-ICs, betont ROHM.

Elektrisch und thermisch gekoppelte Analyse

Die neu hinzugefügte Funktion zur thermischen Analyse kann in Lösungsschaltungen für Geräte und Anwendungen implementiert werden, bei denen Verlustwärme zu einem Problem im Entwurf werden kann. Dazu gehören beispielsweise 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 statt nach Stunden

Es sei laut ROHM der einzige Simulator in der Branche, der eine webbasierte, elektrisch und thermisch gekoppelte Analyse nicht nur der Halbleiterchip-Temperatur (Sperrschicht) während des Betriebs ermöglicht, sondern auch der Pin-Temperaturen sowie der thermischen Beeinflussung von Platinenbauteilen in der Schaltungslösung. Sowohl für Leistungshalbleiter als auch für passive Bauteile.

Das Ergebnis: Thermische Analysen, die früher bis zu einem Tag dauerten, könnten jetzt mit dem Solution Simulator in etwa zehn Minuten durchgeführt werden – und damit 100-mal schneller als mit herkömmlichen Methoden. Das ermögliche es, die Temperatur verschiedener Teile des Gesamtsystems schnell und einfach vor dem Prototyping zu überprüfen, statt wie bisher im Nachgang, sodass sich die Notwendigkeit einer Nacharbeit verringere.

Gleichzeitig sinke der Gesamtaufwand in der Entwicklungsarbeit, wenn Abwärme ein Thema ist. Unter praxisnahen Anwendungsbedingungen ist laut ROHM nun eine einfache und genaue Verifizierung der herstellerspezifischen Produkte in der Schaltung möglich. Nach der Registrierung auf der ROHM-Website kann der Solution Simulator kostenlos verwendet werden.

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