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簡(jiǎn)介
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(shù)優(yōu)勢(shì)，提供有關(guān)如何使用在線工具和可用功能的更多詳細(xì)信息。我們首先介紹一些與 SPICE 和 PLECS 模型有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，接下來(lái)介紹開(kāi)關(guān)損耗提取技術(shù)和寄生效應(yīng)影響的詳細(xì)信息，并介紹虛擬開(kāi)關(guān)損耗環(huán)境的概念和優(yōu)勢(shì)。該虛擬環(huán)境還可用來(lái)研究系統(tǒng)性能對(duì)半導(dǎo)體工藝變化的依賴性。最后，本文詳細(xì)介紹對(duì)軟硬開(kāi)關(guān)皆適用的 PLECS 模型以及相關(guān)的影響。總結(jié)部分闡明了安森美工具比業(yè)內(nèi)其他用于電力電子系統(tǒng)級(jí)仿真的工具更精確的原因。
物理和可擴(kuò)展 SPICE 建模
基于半導(dǎo)體物理學(xué)的物理和可擴(kuò)展 SPICE 建模的引入替代了行為較不準(zhǔn)確的SPICE 模型。此類行為模型無(wú)法代表復(fù)雜的現(xiàn)代功率器件，例如 SiC MOSFET 和 IGBT。安森美的物理 SPICE 模型可捕捉復(fù)雜效應(yīng)，如反向恢復(fù)、自發(fā)熱以及因制造中的工藝技術(shù)分布而引起的電氣參數(shù)變化。首先會(huì)生成一個(gè)核心可擴(kuò)展模型，然后通過(guò)調(diào)整特定的芯片布局和封裝參數(shù)，為采用相同技術(shù)的多個(gè)產(chǎn)品生成模型。
以下白皮書(shū)介紹了安森美的物理和可擴(kuò)展建模的詳細(xì)信息1,2,3,4。這種建模能力是安森美的先進(jìn)PLECS 建模能力的基石，在后續(xù)章節(jié)中有詳細(xì)介紹。
PLECS 基礎(chǔ)知識(shí)
PLECS 不是基于 SPICE 的電路仿真工具，此類工具重點(diǎn)關(guān)注的是電路元件的低級(jí)別行為5。而 PLECS 可通過(guò)優(yōu)化的器件模型促進(jìn)完整系統(tǒng)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(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單配置后，可以顯示與導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換相關(guān)的損耗。PLECS 模型稱為“熱模型”，包含導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)損耗的查找表以及 Cauer 或 Foster 等效網(wǎng)絡(luò)形式的熱鏈。通常，基于測(cè)量的損耗表與制造商提供的數(shù)據(jù)表一致。在仿真期間，PLECS 使用損耗表通過(guò)插值和/或外推的方法，獲得電路運(yùn)行偏置點(diǎn)下的導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)損耗。
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