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  现代电力电子产品不断向更高频、更高效、更高密度、更高压化的趋势发展，给系统产品设计带来挑战。为解决类似设计挑战，安森美(onsemi)最新推出了一款基于PLECS的具有独特功能的仿真工具，为设计人员提供了一个在线仿真的新选择。安森美的SiC仿真工具是行业的一个重大进步，加快软/硬开关设计上市。我们的工具使客户能了解我们的器件在其应用环境中的表现，并充分优化性能以符合技术边界。

图1：安森美Elite Power仿真工具架构

  PLECS or SPICE?

  最新发布的工具包括Elite Power仿真工具和PLECS模型自助生成工具，这款工具采用具有安森美特色的可扩展仿真模型，能够准确呈现出采用EliteSiC系列产品包括EliteSiC边界情形的电路运行情况，可帮助设计人员提高效率。

  我们先通过使用流程了解下该工具的架构：首先使用PLECS模型自助生成工具，待用户输入应用的寄生参数后，即可获得极高准确度的损耗模型，再将模型文件上传到安森美的在线仿真环境中。

作为最早的电路仿真软件，SPICE在IC行业一直都是重要的存在。PLECS的优势是来源于先进的编程技术，以及融合了非常规建模概念的仿真算法。在复杂功率器件仿真领域，两者的区别，通过这几点对比一目了然。

  SPICE：

  ●SPICE使用的行为模型主要用于IC设计而不是功率器件;

  ●SPICE需要很长的时间来模拟系统，如3相电机驱动;

  ●SPICE不能有效处理电气变量以外的物理变量。

  PLECS：

  ●PLECS处理速度极快，可以轻松处理系统级需求;

  ●PLECS可以同时处理多物理变量;

  ●PLECS是基于实际开关过程的仿真工具。

图2：SPICE与PLECS对比

值得一提的是，目前市面上的PLECS模型的系统级仿真工具通常仅适用于硬开关，而软开关的仿真结果往往极不准确。而安森美引领行业的PLECS模型，解决了这一难题，适用于软/硬开关应用，如DC-DC LLC、CLLC谐振式、双有源桥和移相全桥变换器。

  兼具高准确度仿真与便捷的用户体验

一次到位的设计，才是最省时省钱的。而对于需要“一次到位”设计的应用来说，复杂电力电子应用的系统级仿真也至关重要。为实现这个目标，仿真结果必须有高准确度。为提高仿真准确度，安森美这款仿真工具祭出了这些必杀技。

  ❖ 高精度模型

  首先从最具挑战性的模型讲起，安森美提供具有物理&可扩展的SiC MOSFET模型，该模型的搭建源于基础的物理公式，输入信息包括器件技术(横截面)和芯片布局(GDS)，通过对芯片尺寸和布局的优化，实现对新器件的设计，从而确保在不同的仿真条件下获得最准确的结果。

图3.物理&可扩展的SiC MOSFET模型

安森美的PLECS模型自助生成工具，能够帮助用户创建出高精度系统级PLECS模型。用户既可直接在仿真平台上使用模型，也可以将其上传至Elite Power仿真工具进行仿真。

  ❖ 自定义应用寄生参数

  器件与电路板引线之间、器件与器件之间存在着不同的寄生参数。寄生参数会对MOSFET的开关性能产生影响，所以，仿真时应该充分考虑寄生参数的影响。

  在这款仿真工具中，用户可以根据应用的自定义需求，对显著影响导通和开关损耗的电路寄生参数进行定制化设定。

图4.自定义寄生参数

  ❖ 详细的损耗数据

根据用户自定义的电偏压和温度条件，对导通和开关损耗数据进行定制化设定，用户能够创建详细的数据表格，确保系统仿真的预测结果基于准确的内插，避免不准确的外推。

  ❖ 边界建模

  安森美的边界(Corner)模型适用于正常条件范围以及边界情形，使用户能够跟踪其应用在正常、最坏和最佳生产环境下在导通和开关损耗方面的性能差异。

  此外，为确保仿真的准确性，该仿真工具拥有更广选择的电路拓扑，包括：单相和三相AC-DC(PFC或有源前端);大功率非隔离和隔离DC-DC;单相和三相、两电平和三电平DC-AC逆变器。

  接下来，再通过一个应用实例看下该仿真工具的简洁界面吧。

图5. 10kW户用储能系统的仿真示例

  试用体验后，您会发现该工具有这些强大功能：

  ●快速获取仿真结果：用户可以轻松探索不同性能指标和它们在不同器件、电路拓扑、控制策略和负载的设计权衡。

  ●详细的损耗数据：详细的数据确保系统仿真基于准确的内插而非外推的预测结果;软/硬开关皆可适用。

  ●使用灵活：这款仿真工具可以灵活响应各种属性调整，比如不同系统参数规格、栅极驱动阻抗、散热设计和产品边界表现。

  ●产品推荐：提供基于应用和拓扑的产品挑选建议。