Entwurf eines sanft schaltenden Stromrichters

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Simulation von sanft schaltenden Stromrichtern

Die Entwicklung eines hocheffizienten Leistungswandlers für höhere Frequenzen erfordert die Implementierung von Soft-Switching-Techniken im gesamten Betriebsbereich. Um die Gesamtleistung zu optimieren und die Schaltverluste zu minimieren, sollte die Simulationssoftware komplexe Steuerungsalgorithmen ausführen, die parasitäre, thermische und EMI/EMV-Probleme sowie die Auswirkungen zusätzlicher Resonanzkomponenten wie Induktoren und Kondensatoren berücksichtigen. Um manuelle Iterationen zu reduzieren, führt die Software voneinander abhängige Steuerungsparameter wie Ausgangsspannung, Eingangsspannung, Umwandlungsverhältnis und Laständerungen gleichzeitig aus.

Der Konstrukteur eines Stromrichters ermittelt die richtigen Komponenten und Parameter, um ein stabiles weiches Schalten unter hoher Spannungsbelastung zu erreichen. Wegen des Einflusses der Last auf die Ausgangsspannung muss die Simulation des sanft schaltenden Stromrichters im gesamten Betriebsbereich durchgeführt werden. Die Feinabstimmung der Werte von Resonanzkomponenten und Parametern erfolgt nach und nach. Die Simulation nach dem Layout hilft, die Zuverlässigkeit eines sanft schaltenden Umrichters schneller zu validieren als der Bau physischer Prototypen unter verschiedenen Bedingungen.

Simulationssoftware für sanft schaltende Stromrichter

Simulationslösung für sanft schaltende Stromrichter

Der Entwurf eines hocheffizienten Leistungswandlers bei hohen Frequenzen erfordert eine Simulationslösung, die sanfte Schalttechniken ermöglicht. Keysight EDA Advanced Design System (ADS) bietet die "Tuner"-Funktionalität, die für die Optimierung von Schaltkreisen mit mehreren Steuerungsparametern entwickelt wurde, so dass der Entwickler die Betriebsfrequenz und die Einschaltzeit dynamisch anpassen kann, ohne manuelle Anpassungen und Iterationen vornehmen zu müssen. Sie ermöglicht auch eine schnelle Untersuchung der Werte zusätzlicher Resonanzkomponenten (Lr und Cr), um ein weiches Schalten zu erreichen. Mit der integrierten Post-Layout-Simulation kann der Designer Probleme mit parasitären, EMI- und thermischen Effekten frühzeitig im Design-Workflow erkennen.
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