IGBT应用及封装设计

2019-01-04 17:33:23 Westpac Electronics

IGBT应用及封装设计

  针对国内外企业IGBT应用及封装设计的技术需求,ANSYS电机设计解决方案以Workbench为电磁、热、结构、流体多物理场耦合设计平台,以Simplorer为器件特征化建模、开关特性测试、变流电路设计及传导干扰分析平台,通过单/双向的多物理场耦合技术和鲁棒性设计,以器件与系统的降价模型和协同仿真接口,来高效解决IGBT应用与封装设计所面临的多物理场耦合设计和高精度器件与电路、系统设计问题。

图片关键词

ANSYS IGBT应用及封装设计流程

  特征化建模和开关特性测试:IGBT应用及封装设计用户都会面临一个问题,即如何在设计阶段精确考虑IGBT开关特性对电机驱动电路及系统性能的影响。Simplorer可根据供货商提供的datasheet实现特征化IGBT精确建模(包含各种特征参数和特性曲线),并可一键生成IGBT的半桥测试电路和系统仿真模型,高效解决IGBT高精度建模和开关特性测试问题。

  寄生参数提取及传导特性分析:IGBT封装设计和部分电驱动系统设计用户都关注传导路径的寄生参数对IGBT开关特性和系统性能的影响,这就需要提取IGBT封装的寄生参数并集成到系统设计中。Q3D可直接通过电磁场求解输出其原始或降价RLCG矩阵,通过动态链接集成到驱动电路或系统设计中,精确分析寄生参数对IGBT开关特性和传导特性的影响。

  均流特性分析和电流路径优化:IGBT封装设计和部分电驱动系统设计用户还关注IGBT的均流特性。Maxwell可通过静态或瞬态电磁场分析,精确评估IGBT在各种正常或故障工况电流激励下的电磁性能,有助于均流设计、传导路径优化,热设计、结构设计等。

  电磁、热、结构耦合特性分析:IGBT封装和部分电驱动系统设计用户还需要考虑多物理场耦合设计问题,因为IGBT传递大电流时可能会产生不均匀分布的电磁损耗和电磁力,导致局部过热或应力形变过大而导致IGBT失效或损坏。Maxwell和Mechanical、Icepak可轻松解决单/双向的电磁与热、电磁与结构、热与结构、电磁与流体等多物理场耦合分析问题。

  热模型提取及热特性分析:部分IGBT封装和电驱动系统设计用户需要考虑IGBT模块散热系统设计及其热特性对系统性能的影响。Icepak可便捷地实现IGBT模块散热系统建模,考虑功率损耗、风扇、散热片等作用下系统的热性能,并可直接提取其热模型,用于电驱动电路或系统设计。

  辐射干扰分析:部分IGBT封装和电驱动系统设计用户需要考虑IGBT电磁辐射影响。Simplorer可直接输出IGBT电磁功率瞬态曲线和FFT频谱,结合HFSS可分析关注频率下IGBT信号所导致的空间电磁辐射干扰,将其作为干扰源再导入HFSS, 即可仿真IGBT电磁辐射对整机性能的影响。

应用文档


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