ROHM lancia uno strumento web per la simulazione dell’elettronica di potenza

I progettisti di sistemi di elettronica di potenza fanno sempre più affidamento sulla simulazione per ridurre i tempi di sviluppo e limitare i costi associati a molteplici iterazioni hardware. ROHM ha presentato il ROHM PLECS Simulator, un ambiente di simulazione basato sul web che consente una rapida valutazione delle perdite di potenza e del comportamento termico nei circuiti di elettronica di potenza che utilizzano i semiconduttori dell’azienda.

Lo strumento è destinato agli ingegneri che sviluppano sistemi di conversione dell’energia per applicazioni industriali, automotive, energetiche e di azionamento motori. Concentrandosi sull’analisi rapida delle prestazioni termiche e dell’efficienza nelle prime fasi di progettazione, il simulatore integra gli strumenti di verifica circuitale più dettagliati utilizzati nelle fasi successive dello sviluppo.

Verifica rapida delle perdite e delle prestazioni termiche nelle fasi iniziali
La simulazione è diventata una componente standard dello sviluppo dell’elettronica di potenza, in particolare nella valutazione di topologie di conversione, semiconduttori di potenza e strategie di gestione termica prima della realizzazione di prototipi fisici. Sebbene i simulatori circuitali avanzati siano in grado di riprodurre accuratamente forme d’onda di commutazione e fenomeni transitori, richiedono spesso tempi di simulazione più lunghi e una preparazione dei modelli più complessa.

ROHM ha sviluppato il nuovo simulatore per rispondere a un’esigenza differente: la rapida valutazione delle perdite dei dispositivi di potenza e dell’aumento di temperatura. Basato sulla piattaforma di simulazione PLECS sviluppata da Plexim, lo strumento consente agli utenti di selezionare una topologia di circuito predefinita e valutare le prestazioni dei dispositivi tramite simulazioni online completate in pochi secondi o minuti anziché in ore.

Questo approccio risulta particolarmente utile durante la selezione dei componenti, quando gli ingegneri devono confrontare più dispositivi prima di impegnarsi in una progettazione dettagliata.

Selezione online dei dispositivi di potenza tramite topologie predefinite
Il ROHM PLECS Simulator opera attraverso un’interfaccia web ospitata sul sito aziendale. Gli utenti possono selezionare una topologia di elettronica di potenza e successivamente valutare diversi semiconduttori di potenza ROHM all’interno di tale configurazione.

Al lancio, la piattaforma include 20 topologie circuitali che coprono le applicazioni più comuni di conversione dell’energia. Tra gli esempi disponibili figurano circuiti di correzione del fattore di potenza (PFC), inverter monofase e trifase, architetture per azionamenti motore e sistemi di conversione AC-DC. ROHM prevede di ampliare il supporto a ulteriori modelli di dispositivi e configurazioni circuitali, inclusi dispositivi al carburo di silicio (SiC), IGBT e moduli di potenza.

Questa funzionalità consente agli ingegneri di confrontare diverse opzioni di semiconduttori in base alle perdite di potenza e alle temperature di giunzione prima di procedere alla validazione hardware dettagliata.

Integrazione con i flussi di lavoro di verifica avanzata
Il rilascio amplia l’ecosistema di simulazione di ROHM, avviato nel 2020 con l’introduzione del ROHM Solution Simulator. Tale piattaforma è focalizzata sull’analisi circuitale ad alta precisione tramite modelli SPICE in grado di riprodurre forme d’onda e comportamenti dei dispositivi molto vicini a quelli osservati sull’hardware reale.

ROHM posiziona il nuovo simulatore come strumento per l’esplorazione iniziale del progetto, mentre il Solution Simulator rimane dedicato alle attività di validazione approfondita. Gli ingegneri possono quindi adottare un flusso di lavoro in due fasi: prima identificare i dispositivi più adatti attraverso rapide analisi termiche e delle perdite, quindi eseguire verifiche dettagliate delle forme d’onda e ottimizzazioni circuitali mediante modelli di simulazione ad alta precisione.

Questa metodologia supporta una catena di fornitura digitale più efficiente per lo sviluppo elettronico, riducendo il numero di prototipi fisici necessari durante il processo di progettazione.

Modellazione termica e analisi dell’efficienza
La tecnologia PLECS è ampiamente utilizzata nell’elettronica di potenza poiché semplifica la simulazione dei sistemi a commutazione mantenendo al contempo calcoli accurati delle perdite e delle prestazioni termiche. Invece di affidarsi a modelli di commutazione dei semiconduttori particolarmente onerosi dal punto di vista computazionale, PLECS utilizza rappresentazioni di interruttori ideali combinate con dati di perdita specifici dei dispositivi per stimare perdite di commutazione, perdite di conduzione e temperature di giunzione.

Ciò consente agli ingegneri di valutare le prestazioni termiche nelle prime fasi dello sviluppo e determinare se un determinato dispositivo sia in grado di soddisfare i requisiti di efficienza e raffreddamento. Il simulatore può inoltre supportare il dimensionamento dei dissipatori di calore e l’identificazione delle classi di dispositivi più appropriate prima dell’avvio dell’ottimizzazione circuitale dettagliata.

Accesso gratuito e risorse di supporto alla progettazione
Il simulatore è disponibile gratuitamente tramite il sito web di ROHM previa registrazione dell’utente. Oltre all’ambiente di simulazione, l’azienda fornisce documentazione tecnica di supporto, inclusi manuali utente e note applicative che illustrano il funzionamento dei circuiti e le procedure di simulazione.

La disponibilità di piattaforme sia per l’analisi rapida sia per la simulazione ad alta precisione riflette il ruolo crescente dei flussi di progettazione virtuale nello sviluppo dell’elettronica di potenza, dove la gestione termica, l’ottimizzazione dell’efficienza e la selezione dei componenti vengono spesso valutate prima della disponibilità dell’hardware fisico.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione descrive specifiche tecniche e confronti competitivi non inclusi nel comunicato stampa originale.

Il ROHM PLECS Simulator entra in un mercato che comprende già ambienti di simulazione offerti da Plexim, Infineon Technologies, STMicroelectronics, Wolfspeed e altri fornitori di semiconduttori di potenza. Queste piattaforme mettono a disposizione modelli termici e di perdita per la valutazione dei dispositivi di potenza. Un parametro di riferimento comune tra tali strumenti è il rapporto tra velocità di simulazione e accuratezza delle forme d’onda. Gli strumenti SPICE ad alta fedeltà forniscono generalmente analisi transitorie dettagliate ma richiedono tempi di elaborazione significativamente maggiori, mentre gli ambienti basati su PLECS privilegiano calcoli rapidi delle prestazioni termiche e dell’efficienza a livello di sistema.

Il ROHM PLECS Simulator esegue analisi delle perdite e delle prestazioni termiche in tempi che vanno da poche decine di secondi a pochi minuti, mentre il ROHM Solution Simulator è orientato alla validazione dettagliata e può richiedere tempi di simulazione sensibilmente più lunghi a seconda della complessità del circuito. Gli elementi distintivi della nuova soluzione includono l’implementazione completamente web-based, il supporto a circa 20 topologie di conversione della potenza predefinite al momento del lancio e l’integrazione con il crescente portafoglio ROHM di modelli per dispositivi al silicio, SiC, IGBT e moduli di potenza.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

www.rohm.com