Keysight Technologies und Rohm Semiconductor ermöglichen es Entwicklern, mit Hilfe eines digitalen Zwillings Pre-Compliance-Analysen des Schaltnetz-Designs (SMPS) von SiC-Leistungsbauelementen durchzuführen. Dafür haben die Partner einen Workspace angekündigt, der mit dem PathWave Advanced Design System (ADS) kompatibel ist.

der digitale Zwilling wird auch beim Schaltznetz-Design wichtiger

Keysight und Rohm erstellen digitale Zwillinge für Pre-Compliance-Analysen des Schaltnetz-Designs (SMPS) von SiC-Leistungsbauelementen. AdobeStock_258870427

Bei schnellen, verlustarmen Schaltern aus Siliziumkarbid (SiC) treten als unerwünschte Nebenwirkungen Spannungspitzen (Ringing) auf. Darüber hinaus ist es in Designs mit höheren Geschwindigkeiten schwieriger, die Spezifikationen für leitungsgeführte und abgestrahlte elektromagnetische Interferenzen (EMI) einzuhalten. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, bietet es sich an, mit Hilfe eines digitalen Zwillings eine Pre-Compliance-Analyse vorzunehmen. Dabei ist Fachwissen notwendig für den Aufbau und die Nutzung der notwendigen Design-Informationen, die als Workspace bezeichnet werden.

Um dieses Problem zu lösen, hat sich Keysight mit Rohm zusammengetan, um einen „Zwilling“ des Referenzdesigns von Rohm (Modell P01SCT2080KE-EVK-001) zu entwickeln, der den gemeinsamen Anwendern über eine Keysight-Website zur Verfügung steht. Im Gegensatz zum physischen Prototypen sind virtuelle Prototypen leicht zu verändern und obwohl sie während der Simulation eine Überbeanspruchung des Bauteils als Warnmeldung anzeigen, geben sie niemals echten Rauch wie beim bekannten Rauch-Test ab. Die Spannung, der Strom und die Felder an jedem räumlichen Punkt im 3D-Gitter und in jedem Zeitschritt der Simulation können aufgezeichnet und für die grafische Darstellung zugänglich gemacht werden, selbst an Punkten, die in der realen Welt physisch nicht zugänglich sind, wie z.B. innerhalb des Gehäuses eines Halbleiters.

„Viele unserer Anwender haben Probleme mit Layout-Effekten, wenn die Stromanstiegsrate in der geschalteten Schleife 1 A/ns übersteigt, denn selbst winzige parasitäre Induktivitäten verursachen Ringing“, sagte Ippei Yasutake, Group Leader bei Rohm. Die EMI-Unterdrückung sei für sie ebenfalls eine große Herausforderung. Der digitale Zwilling gebe ihren Anwendern die Einblicke, die sie bräuchten, um Änderungen vorzunehmen, ohne Probleme zu bekommen.