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Ansys Q3D: Parasitäre Effekte in Leistungselektronik simulieren

Übersicht

Seminar eLearning Basis

Lernen Sie, wie Sie durch den 3D-Schaltungsaufbau verursachte Störeffekte mit Ansys Q3D Extractor lokalisieren und optimieren. Diese Schulung wird als 2-tägiges Seminar angeboten oder alternativ als eLearning-Kurs mit freier Zeiteinteilung.

Dauer
2 Tage

Voraussetzungen
keine

Verwendete Software
Ansys Q3D

Nutzen
  • Parasitäre Induktivitäten, Widerstandsbeläge und Kapazitäten bestimmen
  • Physik, Modellierung, Softwarebedienung & effiziente Workflows kennen
  • Verhaltensmodelle für die Schaltungssimulation generieren
  • Parametrische Simulationen und Optimierung durchführen

Beschreibung

Die Beurteilung und Verbesserung leistungselektronischer Schaltungsaufbauten hinsichtlich parasitärer Induktivitäten sind aus technischen und wirtschaftlichen Gründen von zentraler Bedeutung. Die Loop-Induktivität des Kommutierungskreises hat großen Einfluss auf das Schaltverhalten der Leistungshalbleiter. Die Zuleitungsinduktivität von Zwischenkreiskondensatoren limitiert die PWM Schaltfrequenz und möglichen Stromsignale. Koppelinduktivitäten der Gate-Ansteuerungen an Leistungspfade führen zu möglichen Oszillationen und Instabilitäten im Schaltverhalten. Unterschiedliche DC- und AC-Zuleitungsimpedanzen bei parallel geschalteten Bauteilen führen zu ungleichmäßigen Belastungen dieser Bauteile.

Ansys Q3D Extractor ist der Industriestandard zur Bestimmung von parasitären Induktivitäten, Widerstandsbelägen und Kapazitäten resultierend aus der 3D-Geometrie der Aufbauten wie zum Beispiel Packages, Stromschienen oder Leiterplatten. Anhand von praxisorientierten Beispielen vermitteln wir Ihnen in der Schulung alle notwendigen Kenntnisse für die erfolgreiche Anwendung von Ansys Q3D Extractor: Softwarebedienung, physikalische und numerische Modellierung sowie effiziente Workflows. Ideal für Entwicklungsingenieure und Hardwareentwickler, die schon in einer frühen Designphase eines leistungselektronischen Schaltungsaufbaus den Einfluss parasitärer Eigenschaften bewerten und optimieren wollen. 

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Detaillierte Agenda für diese 2-tägige Schulung

Tag 1

01 Hands-On: Let's Start Q3D Extractor

  • Vorstellung der Simulationsumgebung
  • Übung: Einfluss der Bonddrahtanordnung auf die Induktivitäten eines Packages für Leistungshalbleiter
  • Einführung in die Benutzeroberfläche des Ansys Electronics Desktop
  • Geometrieimport und -aufbau sowie Materialzuweisungen
  • Parametrisierung
  • Elektrische Netz- und Terminalzuweisung
  • Simulationseinstellungen

02 Berechnung von Kapazitäten

  • Ergebnisauswertung: Frequenzabhängige parasitäre Kapazitäten und Leitwerte
  • Darstellung von Feldergebnissen
  • Parameterstudie
  • Übung: Extraktion von Kapazitäten eines Leistungshalbleiters

03 Berechnung von Induktivitäten

  • Ergebnisauswertung: Frequenzabhängige parasitäre Induktivitäten und Widerstandsbeläge
  • Darstellung von Feldergebnissen
  • Parameterstudie
  • Q3D-Lösertechnologie für die Extraktion von AC und DC Induktivitäten
  • Bestimmung der frequenzabhängigen Impedanzen
  • Übung: Berechnung von Induktivitäten von AC-Stromschienen

04 Kopplung an die Schaltkreissimulation

  • Die Bedeutung von partiellen Induktivitäten für die Schaltungssimulation
  • Kopplung an die Schaltungssimulation im Frequenzbereich
  • Verhalten passiver Komponenten
  • Übung Parallel geschalteten Kondensatoren im Zwischenkreis: Extraktion der Versorgungsimpedanzen und der Stromaufteilung

Tag 2

05 Parasitenextraktion für Leiterplatten

  • Layout Import und Vorbereitung des Simulationsmodells
  • Wichtige Größen zur Charakterisierung eines DC-DC-Wandlers
  • Zusammenhang dieser Ergebnisgrößen mit Schalt- und EMV-Verhalten
  • Übung: DC-DC-Wandler

06 Charakterisierung von Komponenten in der Schaltungssimulation

  • Beschreibung von induktiven und kapazitiven Bauelementen
  • Test von Halbleitermodellen
  • Ausblick auf das Device Characterization Tool in Simplorer
  • Übung: Schaltungssimulation eines DC-DC-Wandlers

07 Simulation transienter Schaltsignale

  • Dynamischer Link zu Ansys Simplorer
  • Maßnahmen zur Verbesserung der Konvergenz der Schaltungssimulation
  • Übung: Schaltverhalten des DC-DC-Wandlers

08 Diskussion und Ausblick auf weiterführende Themen

  • Berechnung leitungsgebundener Emissionen
  • Thermische Kopplung
  • Scripting
  • Optimierung

Ihre Referenten

Frank Weiand
Business Development, CADFEM Germany GmbH, Stuttgart

Einordnung in den CADFEM Lernpfad

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Wann erhalte ich die endgültige Zusage für meine Seminarbuchung?

Unmittelbar nach Ihrer Anmeldung erhalten Sie eine automatische Eingangsbestätigung an die angegebenen E-Mail-Adressen. Nach erfolgreicher Prüfung der von Ihnen angegebenen Daten erhalten Sie innerhalb von 2-3 Werktagen per E-Mail Ihre personalisierte Anmeldebestätigung mit weiteren Informationen zur Seminargebühren, Rechnungsadresse, Hotelempfehlungen etc. 

Sobald die Mindestteilnehmerzahl erreicht ist, erhalten Sie eine endgültige Seminarbestätigung mit weiteren Informationen. Wenn Sie ein Präsenz-Seminar gebucht haben, empfehlen wir Ihnen, die endgültige Reisebuchung erst ab diesem Zeitpunkt vorzunehmen.

Falls die Mindestteilnehmerzahl einmal nicht zustande kommt, behalten wir uns vor, den Seminartermin bis spätestens 7 Tage vor Seminarbeginn abzusagen. Gerne informieren wir Sie zu alternativen Terminen, Schulungsformaten oder Seminaren. Bitte beachten Sie, dass wir keine Haftung für bereits vorgenommene Hotel- oder Reisebuchungen seitens der Teilnehmenden übernehmen.

Wann ist Anmeldeschluss für ein Seminar?

Seminarplätze werden grundsätzlich nach der Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Deshalb empfehlen wir Ihnen immer eine frühzeitige Buchung für Ihren Wunschtermin.

Solange ein Seminar noch über freie Plätze verfügt, können diese gebucht werden.

Zu welcher Uhrzeit beginnen und enden die Seminare?

In der Regel beginnen die Seminare um 9:00 Uhr und enden um 17:00 Uhr der jeweiligen Ortszeit. Die konkreten Seminarzeiten werden Ihnen in der Buchungsbestätigung genannt. Bitte beachten Sie, dass je nach Seminarveranstalter eine mögliche Zeitverschiebung zwischen Ihrer Ortszeit und der des Seminarveranstalters bestehen kann. Zur genauen Orientierung enthalten alle Zeitangaben eine Information über die Verschiebung zur Referenz Greenwich Mean Time (GMT).

Kann ich in das eLearning Angebot unverbindlich testen?

Damit Sie sich ein konkretes Bild von unseren Online-Kursen machen können, bieten wir Ihnen eine Testversion für das Startmodul  eines e-Learning Seminars Ihrer Wahl an. Keine Kosten, keine Kündigungsfrist o.ä. Gleichzeitig können Sie mit diesem Testzugang alle technischen Voraussetzungen für ein reibungsloses Lernen überprüfen. Das Gratis-Modul können Sie einfach aus jedem eLearning-Kurs anfordern.

Wie viel Zeit muss ich für ein eLearning-Seminar einplanen?

Jeder eLearning-Tag besteht aus vier Modulen. Idealerweise planen Sie je Modul zwischen 90 und 120 Minuten ungestörte Lernzeit ein. In diesem Zeitfenster eignen Sie sich das Wissen eines Moduls an und festigen es nachhaltig mit Quizfragen sowie Ansys Übungen. Durch die Unterteilung in Mikro-Lerneinheiten können Sie aber auch kürzere Zeitfenster, zum Beispiel beim Pendeln, optimal nutzen.

Wie lange besteht der Zugriff auf die Lerninhalte?

Voraussetzung für die Nutzung der eLearning-Kurse ist die Nutzung eines personengebundenen Zugangs zur CADFEM LernplattformBeim Kauf eines eLearning-Kurses beträgt der Zugang zur Lernplattform 365 Tage. Als User einer Flatrate startet und endet der Zugang zur Lernplattform mit dem Start und Ende der Flatrate. Mit dem Start eines weiteren Lernproduktes (Flatrate, Seminar, eLearning) verlängert sich derZugriff auf Ihre Inhalte um 365 Tage. 

Leiter Seminare
Dr. sc. Jörg Helfenstein