Ansys Q3D: Parasitäre Effekte in Leistungselektronik simulieren
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.
Dauer
2 Tage
Voraussetzungen
keine
Verwendete Software
Ansys Q3D
- 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.
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
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Kommentar
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