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使用 EDA 工具設計並模擬功率電子裝置

傳統電子專案的重點是處理資料。相較之下,功率電子專案則是著重於功率處理:發電、變電,以及從電源傳輸到負載。此技術在各個產業中被廣泛使用,包括發電和配電的電力公司、汽車,以及家用電器。

是德科技功率電子工作流程

爲了支援您的功率電子專案,是德科技提供完整的工作流程。使用電子設計自動化(EDA)工具進行設計和模擬,是其中的第二個階段。以下圖、文解釋所有的四個階段:

功率電子工作流程
Power Device and Component Evaluation EDA for Power Electronics Hardware Design and Debug Design Validation/Certification

1. 電源裝置與元件的評估

2. 使用 EDA 進行功率電子設計與模擬 3. 硬體設計與除錯 4. 設計驗證/認證

是德科技功率電子工作流程包含四個階段:

  1. 能以非常高的電壓和電流對元件進行評估,諸如 B1505/6/7 系列功率元件分析儀/曲線追踪儀等儀器。如需更多資訊,請參閱《提高功率轉換器設計的可靠性和效率第 1 部分 - 功率裝置與元件評估》。
  2. 第二階段為執行 EDA 工具。您可使用我們的積體電路特性化及分析程式元件建模軟體來萃取裝置模型,然後將模型加入先進設計系統(ADS)的完整系統模擬(虛擬原型)。在提出原型之前,進行設計最佳化。如需更多資訊,請參閱《提高功率轉換器設計的可靠性和效率第 2 部分 - 適用於功率電子的 EDA》。
  3. 在第三階段 - 量 測、硬體設計和除錯 - 進行原型設計。您可使用 InfiniiVision 3000、4000 或 6000 X 系列示波器的功率量測選項來進行這些任務,。我們適用於 N9030A/N9020A/N9010A/N9000A 信號分析儀系列的 N6141A/W6141A 應用軟體可協助您進行 EMC 相符性測試。如需更多資訊,請參閱《提高功率轉換器設計的可靠性和效率第 3 部分 - 硬體設計和除錯》。
  4. 在確認設計可正常運作後,我們開始邁入第 4 個階段 - 設計驗證和認證,您可使用 PA2200 IntegraVision 系列電源分析儀和 BenchVue 軟體,在各種不同操作條件與環境下,對您的設計全面進行功能驗證。如需更多資訊,請參閱《提高功率轉換器設計的可靠性和效率第 3 部分 - 設計驗證和認證》。

EDA 工具的新思維

現代切換式轉換器因採用 SiC 和 GaN 電晶體,其 dV/dt 信號緣速度很快,但同時也對 EDA 工具提出了新要求。單獨使用傳統 SPICE 是無法勝任的,因爲它僅適用於時域分析和集總元件,因此無法擷取對效能有重大影響的實體佈局效應。此外,只有在密集計算和模擬開機暫態後,才能獲得周期穩態解决方案。諸如諧波平衡等頻域技術,讓您可以更有效地建立得周期穩態解决方案。

是德科技的 EEsof EDA 產品包括先進設計系統(ADS)和 Electromagnetic Professional(EMPro),可對集總和分散式元件進行時域和頻域模擬。我們的諧波平衡(HB)模擬器涵蓋頻域。HB 能迅速產生穩態解決方案。而我們的 EM 場解算器則涵蓋分散式效應。

在設計和模擬流程中,您可套用整合式電磁場解算器程式,來模擬「虛擬原型」,主要的原因有三個:

  • 整合式工具流程可减少手動操作、加快設計,並减少錯誤
  • 可確定並修復因佈局寄生效應而發生的突波電壓超極限問題
  • 在「虛擬試驗室」中建立 EMI/EMC 模型

透過模擬,您可洞察設計效能,並獲得重要的效能指標(例如效率)和可靠性指標(例如突波電壓元件超極限)。

針對晶片、封裝和電路板設計以及從 Cadence Design Systems 插入 Virtuoso 的模擬器,我們有一個完整的工作流程平台。

ADS 的優勢包括:

  • #1 EDA 工具適用於射頻、微波等領域中的高速、高頻設計
  • 模型庫的精確度達到幾百 V/ns 和更高
  • 易於存取且非常靈活;例如可客製的資料顯示方式
  • 透過我們的模型加密技術,確保模型交換供應鏈的安全

如欲了解更多資訊,請至我們的模擬中心:https://www.keysight.com/find/eesof-ads

元件建模

是德科技是唯一可爲您的半導體元件廠商提供完整的端到端建模解决方案的量測領導大廠。我們提供的工具適用於自動化量測、精確的元件模型萃取、完整認證,以及最終的製程設計套件(PDK)驗證。因此,您的廠商可爲您建立 ADS 模擬所需的準確機型。

如欲瞭解元件建模的更多資訊,請瀏覽 https://www.keysight.com/find/eesof-device-modeling