Reliability Online-Plattform zur Lebensdauervorhersage

Von Gerd Kucera

Zur Ermittlung von Verlusten und des thermischen Verhaltens von Leistungsmodulen, Diskreten, Thyristoren und Dioden hat Infineon die Power-Simulation-Plattform für seine Leistungshalbleiter entwickelt (IPOSIM).

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(Bild: Infineon)

Die Power-Simulation-Plattform für Infineon-Leistungshalbleiter bietet online direkten Zugang zu Analysen mit einzelnen Arbeitspunkten und benutzerdefinierten Lastprofilen.

Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen sei die Abschätzung der Lebensdauer von Leistungsmodulen in der frühen Design-Phase von Leistungselektroniksystemen zunehmend eine Herausforderung, da ihnen häufig die nötigen Ressourcen fehlten, um geeignete Simulationen zu erstellen und durchzuführen. Um diese Unternehmen zu unterstützen, bietet die IPOSIM-Plattform ein Premium-Feature: den automatisierten Service, der eine einfache Abschätzung der Lebensdauer von Komponenten (je nach Einsatz und Anwendungsanforderungen) ermöglichen soll.

IPOSIM Lifetime Estimation ist laut Infineon branchenweit der erste Service, der Online-Zugriff auf den Algorithmus für die Lebensdauerabschätzung und das Know-how des Unternehmens biete. Design-Prozesse sollen sich damit vereinfachen lassen: Kunden können rund um die Uhr und so oft wie nötig während des laufenden Projekts online auf das Wissen zugreifen.

IPOSIM bietet in der aktuellen Version drei verschiedene Simulationstypen: Die Steady-State-Simulation zur Leistungsberechnung und thermischen Berechnung eines einzelnen Zyklus, die Lastzyklus-Simulation für die Leistungs- und thermische Berechnung von mehreren Betriebspunkten und drittens die Berechnung der zu erwarteten Lebensdauer auf Basis der gewählten Parameter.

Dazu wurde eine GUI (Graphical User Interface) geschaffen, die den Entwickler Schritt für Schritt durch die Simulation führt. Es stehen insgesamt neunzehn Topologien für Discs und Module zur Verfügung, gruppiert nach Wandlungstyp. Darüber hinaus ermögliche die Plattform eine Mehrfachauswahl von bis zu fünf Infineon-Produkten für einen Leistungsvergleich. Die fertigen Designs können gespeichert und über Deep-Link geteilt werden.

Mit diesen Funktionen unterstützt die Plattform die Auswahl der am besten geeigneten High-Power-Produkte von Infineon, je nach Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Gleichzeitig könne damit der Zeitaufwand für die Einrichtung und Durchführung von Lebensdauerabschätzungen verringert und die Gesamtentwicklungskosten gesenkt werden. Darüber hinaus optimiere der Service mit seinen zuverlässigen Simulationsergebnissen die Produktdimensionierung.

Zugang, konstante Verfügbarkeit und Analyse als PDF

Der Lifetime Estimation-Service startet mit einer der am häufigsten angewandten Topologien im Design der Leistungselektronik: einem modulbasierten dreiphasigen Zweistufenwechselrichter. Andere Topologien sollen in naher Zukunft ebenfalls hinzukommen. Der Anwender kann das zu simulierende Infineon-Leistungsmodul mit dem konfigurierten Modulationsalgorithmus und Lasttyp auswählen. Spezifische Einsatzprofile lassen sich entweder über eine CSV-Datei oder über angezeigte Tabellen einfügen. Zuletzt müssten noch die spezifischen Kühlbedingungen und Gate-Widerstandswerte ergänzt werden. Werden abschließend die zusammengefassten Parameter bestätigt, beginnt das Tool mit der Verarbeitung der Daten. Der abschließend generierte Bericht steht dann als PDF-Datei zum Download bereit.

Kostenfrei sind laut Infineon die Standardfunktionen von IPOSIM nutzbar. Der Service zur Lebensdauerabschätzung ist dagegen als Premiumdienst eingestuft. Anwender können hier zwischen drei verschiedenen Zeit-Abonnements wählen: zwei Wochen mit maximal 15 Simulationen (996,00€ ohne MwSt.), einen Monat (1792,00€) für bis zu 30 Simulationen oder drei Monate (4958,00€) für bis zu 90 Simulationen. Die Preise liegen zwischen 1.000 € und 5.000 €. Die Testversion, mit der bis zu acht Simulationen eine Woche lang möglich sind, ist laut Infineon kostenlos.

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