为了精确的描述IGBT等开关器件的性能,工程师通常从参数化的向导起步,利用该向导可导入供应商提供的性能单中的IGBT性能曲线和表格数据。数据处理程序会自动提取需要的参数(大约为140个)来生成IGBT的半导体电路模型,无需手动完成。
然后,功率变换器的设计版图可以从CAD软件或者版图设计工具直接导入到Q3D Extractor工具中。Q3D Extractor从设计版图中计算导电通路的频变电阻、部分电感和电容。然后,工程师利用该工具生成等效电路模型以备在Simplorer中进行系统仿真。该模型一旦建成,就可以与半导体电路模型相结合构成IGBT的电气完整性模型。电气完整性模型可以用于电源、控制系统和负载的传导辐射分析。
该仿真的结果可被HFSS用于检验辐射发射——考虑到快速通断时间序列引起的频域谐波而特别关心的一种辐射。为了确定这一影响,Simplorer的结果可作为HFSS全波电磁求解器的输入。然后,工程师可以全面地了解其辐射电磁场,并可以计算空间任意给定点的电磁场强度,并判断逆变器封装是否符合相关标准igbt。
用这种方法,工程师就可以利用Ansoft提供的工具来设计逆变器系统的电磁兼容、电磁干扰,并由其电磁性能溯源到逆变器的版图设计。由此,对设计做出参数更改,并获得一系列仿真结果,直到传导辐射和辐射电磁发射等级在可接受的限值之内为止。这种方法的价值在于:一旦完成了模型,就可以通过改变几个关键参数对设计做出修改,这使得工程师可以研究各种不同的参数方案,并在一个宽范围内做假设分析探索。这种方法可在无需丝毫硬件制造之前提供一种满足性能要求并且完全优化的设计结果。较之样机加工——样机测试模式,多物理域仿真方法可以节省时间和金钱,并使得公司以设计更好的产品参与市场竞争igbt。