【導讀】選擇合適的功率半導體器件是功率電路設計的核心，需要通過(guò)計算獲得器件的損耗、系統溫度，有時(shí)還需要估算器件的壽命。這是個(gè)系統工程，一般需要專(zhuān)業(yè)團隊和多種仿真軟件實(shí)現。這對于大多數的設計團隊的項目很難實(shí)現，為此英飛凌25年前就提供的基于器件的損耗和溫度計算工具IPOSIM，這一平臺發(fā)展到今天已經(jīng)實(shí)現基于英飛凌器件模型庫和PLECS的云仿真。
IPOSIM的誕生
IPOSIM—IGBT Power Simulation for eupec IGBT，誕生于上世紀的90年代末期，它是完全基于Excel Sheet的IGBT和續流二極管損耗和熱仿真的計算書(shū)，早期只支持100多個(gè)型號的NPT型第二代IGBT。
我的珍藏版
這樣簡(jiǎn)單易用的“仿真”，結束了工程師需要代公式手算的歷史，把工程師從繁瑣重復的計算中解放出來(lái)。不少企業(yè)從此脫離了不會(huì )算，熱設計靠毛估估的時(shí)代，但這一試算表的定位是產(chǎn)品選型工具
它是假設流過(guò)器件電流是正弦的，并做線(xiàn)性近似。
IPOSIM Excel版歷經(jīng)6次大改版，到它退出歷史舞臺時(shí)功能已經(jīng)很強大了，它可以比較多個(gè)器件的損耗，結溫，殼溫，紋波，給出最大輸出有效值電流能力等。甚至可以按照變化的負載工況，算出變化的損耗和溫度，但歸根到底它還是基于器件的計算。
開(kāi)啟云仿真
網(wǎng)絡(luò )版IPOSIM是英飛凌數字化仿真平臺的一個(gè)重要轉折點(diǎn)，進(jìn)入2010年代，英飛凌開(kāi)始利用半導體行業(yè)網(wǎng)上設計方案供應商Transim Technology推出IPOSIM網(wǎng)上設計仿真工具，后臺仿真軟件是Portunus。這一仿真平臺免安裝，友好的GUI用戶(hù)界面，一步一步幫你快速出結果，功能比IPOSIM Excel版本強多了，它是基于系統的仿真，可以支持多種拓撲結構和4種DC/AC調制策略，精度也比用公式計算高。
IPOSIM的新時(shí)代
2018年英飛凌開(kāi)始采用的PLECS作為web版的IPOSIM后臺仿真平臺，這樣做的好處是提高了仿真性能。我們?yōu)榭蛻?hù)開(kāi)放器件PLECS模型，所以工程師可以以在線(xiàn)和離線(xiàn)方式使用電路模板和熱/電模型進(jìn)行仿真。
今天的IPOSIM支持19種不同的功率電路拓撲，包括三電平中的ANPC，器件庫包括IGBT/SiC模塊，單管，功率二級管和晶閘管等。
系統的調制方法非常豐富，三相兩電平的調制方式包括正弦調制、六種空間矢量方式等9種調制方式，負載可選感性負載和容性負載。輸出頻率低至0.1Hz。
仿真包括靜態(tài)工況，周期負載和模塊器件壽命估算。
最大和最小的IGBT：
在IPOSIM的器件庫里有小到1A 600V SOT-223封裝的單管，這是業(yè)內最小的IGBT，大到750A 6500V IGBT模塊，業(yè)內最大的IGBT模塊，散熱面尺寸差1200多倍，實(shí)際系統中IGBT損耗差１萬(wàn)多倍。
我們可以通過(guò)IPOSIM在不同的拓撲和調制策略下做損耗和熱仿真，我們也開(kāi)放仿真用的PLECS模型，注冊myinfineon就可以下載。
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