SiC-Schaltungen online simulieren

Webbasierte Entwicklungstools für Leistungshalbleiter SiC-Schaltungen online simulieren

08.02.2024 Von Orlando Esparza, Microchip 2 min Lesedauer

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Nur mit geeigneten Hard- und Softwaretools können Entwickler die Vorteile von SiC-Halbleitern optimal nutzen. So erlaubt ein webbasierter Simulator, Leistungsverluste zu berechnen und die Sperrschichttemperatur von SiC-Bauelementen abzuschätzen.

Webbasiert: Mit dem MPLAB Leistungssimulator lassen sich Verluste und Sperrschichttemperaturen von SiC-Bauelementen in gängigen Schaltungstopologien berechnen.(Bild: Microchip) — Webbasiert: Mit dem MPLAB Leistungssimulator lassen sich Verluste und Sperrschichttemperaturen von SiC-Bauelementen in gängigen Schaltungstopologien berechnen.
(Bild: Microchip)

Leistungssimulationstools wie der MPLAB SiC Power Simulator von Microchip sind wesentliche Hilfsmittel für die Bewertung der Leistung von Bauelementen in Leistungswandlerdesigns. Basierend auf Daten von Labortests mit gängigen Leistungswandlertopologien in AC/DC- und DC/DC-Anwendungen lässt sich dieser webbasierte Simulator sowohl für die Auswahl als auch zur Konfiguration der Leistung von SiC-Bauelementen verwenden. Dazu gehört auch die Bewertung der Auswirkungen verschiedener Gate-Widerstände. Weitere wichtige Funktionen sind der Vergleich der Verlustleistung und der thermischen Leistung für verschiedene Bauelemente und Betriebsbedingungen sowie die Erfassung von Wellenformen für Entwurf und Auslegung der passiven Netzwerke.

Das Tool ist kostenlos und ermöglicht es Entwicklern, die mSiC-Bausteine von Microchip in verschiedenen Topologien zu testen, bevor sie ihr Design in Hardware umsetzen. Microchip hat für dieses Tool eine stückweise lineare elektrische Schaltungssimulation (PLECS) gewählt, die in Zusammenarbeit mit Plexim entwickelt wurde. So läuft das Tool schneller als universelle Open-Source-SPICE-Modelle und ist einfacher einzurichten. Es kommt vor allem für die Simulation der Verlustleistung und des Temperaturanstiegs bei den mSiC-Komponenten zum Einsatz.

Entwickler, die den MPLAB SiC Power Simulator einsetzen, können durch seine umfassenden Evaluierungsfunktionen, die wertvolle Benchmarking-Daten liefern, die Zeit bis zur Marktreife verkürzen und gleichzeitig den Zeitaufwand für die Auswahl der Komponenten reduzieren. Ein Beispiel: Ein Leistungselektronik-Entwickler, der sich für einen dreiphasigen aktiven Front-End-Wandler zwischen einem 25-mΩ-mSiC-MOSFET und einer 40-mΩ-Variante entscheiden muss, kann sofort wertvolle Simulationsergebnisse erhalten, wie zum Beispiel die durchschnittliche Verlustleistung und die Spitzen-Sperrschichttemperatur der beiden Bauelemente-Optionen. Und er kann die Ergebnisse überlagern, um die Unterschiede zu vergleichen.

Idealer Startpunkt

Ein Werkzeug wie der MPLAB SiC Power Simulator ist im Allgemeinen der beste Ausgangspunkt für Entwickler, um den Weg zur Marktreife zu vereinfachen. Entwickler, die das Tool verwenden, gewinnen wertvolle Erkenntnisse darüber, wie ihr SiC-Bauelement in ihrem System funktionieren wird. Es vereinfacht auch die Aufgabe der Bewertung und Auswahl eines SiC-Bauelements und gibt Aufschluss darüber, wie es bei verschiedenen Gate-Widerstandswerten funktionieren wird. Mit dem Tool können Entwickler ihr Design auf SiC-Basis einfach, schnell und zuverlässig starten. (cg)

* Orlando Esparza ist Senior Procut Marketing Manager von Microchips SiC Business Unit

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