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Fachartikel aus MECHATRONIK 12/2014, S. 46 bis 47

Entwicklungsansatz für Systeme im Bereich Leistungselektronik

Dynamik voraussehen

Co-Simulation ist eine der Schlüsselkomponenten zur effektiven Entwicklung von Systemen, die aus leistungsstarken analogen Front-Ends und FPGA-basierten Digitalcontrollern bestehen.

Bild: National Instruments
  (Bild: National Instruments)

Ein neuer Ansatz zur Co-Simulation ermöglicht erhebliche Verbesserungen bei der schnellen Enwicklung von Wechselrichtern. Der Ansatz zur Co-Simulation wird durch das Konzept des Graphical System Design bei der FPGA-Entwicklung in NI LabViewGraphical System Design und handelsüblicher Hardware vorangetrieben – speziell für Anwendungen in der Leistungselektronik. Beim Modellieren und Simulieren von Schaltnetzteilen (SMPS) konzentrieren sich Halbleiterhersteller seit einiger Zeit verstärkt auf ihre Modellierungsmaßnahmen. In diesem Bereich liefert die SPICE-Technologie genaue Ergebnisse über das spätere Verhalten der physikalischen Schaltung. Ein kompletter Satz an Bibliotheken ermöglicht es dem Entwickler, sofort einsatzfähige komplexe Komponentenmodelle zu erstellen, zum Beispiel IGBTs oder MOSFETs, Lasten oder Maschinen. Die Simulation von aktuellen und genauen Komponentenmodellen in der Multisim-SPICE-Umgebung führt dazu, dass das Einschwingverhalten präzise evaluiert werden kann, Schaltelemente realitätsnahe Schaltvorgänge simulieren und gleichzeitig Anforderungen an Welligkeit und Effizienz erfüllt werden. Auch die Wärmeverlustleistung wird ermittelt und thermisches Verhalten unterschiedlicher Schaltungselemente präzise vorhergesagt. Dies deutet auf einen insgesamt effektiven Entwicklungsansatz für SMPS hin, wenn auf hochentwickelte Modellierungs- und Simulationsfunktionen gesetzt wird. Ziel ist es, ein optimales Design vor Ende der PC-basierten Simulationsphase des Entwicklungsprozesses zu erreichen.

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