L'outil de simulation en ligne évalue les pertes des composants de puissance

Les concepteurs de systèmes d’électronique de puissance peuvent s’appuyer sur la simulation afin de réduire les cycles de développement et limiter les coûts liés aux prototypes matériels. Rohm propose le Rohm Plecs Simulator, un environnement de simulation en ligne permettant d’évaluer les pertes de puissance et le comportement thermique des circuits d’électronique de puissance utilisant les composants semi-conducteurs de l’entreprise.

L’outil s’adresse aux ingénieurs développant des systèmes de conversion d’énergie pour les secteurs industriel, automobile, énergétique et des entraînements électriques. En se concentrant sur l’analyse des pertes et du rendement thermique dès les premières phases de conception, il complète les outils de vérification détaillée utilisés dans les étapes plus avancées du développement.

Vérification rapide des pertes et des performances thermiques
La simulation est devenue une étape standard du développement en électronique de puissance, notamment pour évaluer les topologies de conversion, les semi-conducteurs de puissance et les stratégies de gestion thermique avant la réalisation de prototypes physiques. Les simulateurs de circuits détaillés peuvent reproduire avec précision les formes d’onde de commutation et les phénomènes transitoires, mais ils nécessitent généralement davantage de temps de calcul et une préparation plus complexe des modèles.

Rohm a développé ce nouvel outil pour répondre à un besoin différent : l’évaluation rapide des pertes des composants de puissance et de l’élévation de température. Basé sur la plateforme de simulation Plecs développée par Plexim, le simulateur permet aux utilisateurs de sélectionner une topologie de circuit prédéfinie et d’évaluer les performances des composants à travers des simulations en ligne réalisées en quelques secondes ou quelques minutes plutôt qu’en plusieurs heures.

Cette approche est particulièrement utile lors de la sélection des composants, lorsque les ingénieurs doivent comparer plusieurs solutions avant de finaliser une architecture de conception détaillée.

Sélection en ligne des composants de puissance
Le Rohm Plecs Simulator fonctionne via une interface web hébergée sur le site de l’entreprise. Les utilisateurs peuvent choisir une topologie d’électronique de puissance puis évaluer différents semi-conducteurs de puissance du fabricant dans cette configuration.

Lors de son lancement, la plateforme propose 20 topologies de circuits couvrant les applications courantes de conversion d’énergie. Parmi les exemples disponibles figurent les circuits de correction du facteur de puissance (PFC), les onduleurs monophasés et triphasés, les architectures d’entraînement moteur ainsi que les systèmes de conversion AC-DC. Rohm prévoit d’étendre progressivement la prise en charge à de nouveaux modèles de composants et à d’autres configurations de circuits, notamment des dispositifs en carbure de silicium (SiC), des IGBT et des modules de puissance.

Cette fonctionnalité permet aux ingénieurs de comparer différentes options de semi-conducteurs selon leurs pertes de puissance et leurs températures de jonction avant de procéder à une validation matérielle détaillée.

Complément aux workflows de vérification avancée
Cette annonce élargit l’écosystème de simulation de Rohm, initié en 2020 avec le lancement du Rohm Solution Simulator. Cette plateforme est dédiée aux analyses de circuits à haute précision à l’aide de modèles Spice capables de reproduire des formes d’onde et des comportements de composants proches des performances observées sur le matériel réel.

Rohm positionne le nouveau simulateur comme un outil destiné à l’exploration préliminaire des conceptions, tandis que le Solution Simulator reste orienté vers la validation appronfondie. Les ingénieurs peuvent ainsi adopter un processus en deux étapes : identifier d’abord les composants appropriés grâce à des calculs rapides de pertes et de comportement thermique, puis effectuer une vérification approfondie des formes d’onde et une optimisation du circuit à l’aide de modèles de simulation de plus haute précision. Cette méthodologie vise à réduire le nombre de prototypes physiques nécessaires au cours du processus de conception.

Modélisation thermique et analyse du rendement
La technologie Plecs est largement utilisée dans le domaine de l’électronique de puissance car elle simplifie la simulation des systèmes à commutation tout en conservant des calculs précis des pertes et des performances thermiques. Au lieu de s’appuyer sur des modèles de commutation semi-conducteurs très exigeants en calcul, Plecs utilise des représentations de commutateurs idéaux associées à des données de pertes spécifiques aux composants afin d’estimer les pertes de commutation, les pertes par conduction et les températures de jonction.

Cette approche permet aux ingénieurs d’évaluer les performances thermiques dès les premières étapes du développement et de déterminer si un composant répond aux exigences en matière de rendement énergétique et de refroidissement. Le simulateur peut également contribuer au dimensionnement des dissipateurs thermiques et à la sélection des caractéristiques appropriées des composants avant le début de l’optimisation détaillée du circuit.

Accès gratuit et ressources de conception
Le simulateur est accessible gratuitement via le site web de Rohm après inscription. En complément de l’environnement de simulation, l’entreprise met à disposition une documentation technique comprenant des manuels d’utilisation et des notes d’application expliquant le fonctionnement des circuits et les procédures de simulation.

Contexte supplémentaire
Cette section présente des spécifications techniques et des éléments de comparaison concurrentielle qui ne figuraient pas dans le communiqué de presse d’origine.

Le Rohm Plecs Simulator rejoint un marché où existent déjà des environnements de simulation proposés par Plexim, Infineon Technologies, STMicroelectronics, Wolfspeed et d’autres fournisseurs de semi-conducteurs de puissance. Ces plateformes offrent des modèles thermiques et de pertes destinés à l’évaluation des composants de puissance. L’un des principaux critères de comparaison dans ce domaine est le compromis entre la vitesse de simulation et la précision des formes d’onde. Les outils Spice à haute fidélité fournissent généralement des analyses transitoires détaillées mais nécessitent davantage de temps de calcul, tandis que les environnements basés sur Plecs privilégient les calculs rapides de rendement et de performances thermiques à l’échelle du système.

La solution Rohm Plecs Simulator réalise les analyses de pertes et de comportement thermique en quelques dizaines de secondes à quelques minutes, tandis que le Rohm Solution Simulator est destiné aux validations détaillées et peut nécessiter des temps de calcul sensiblement plus longs selon la complexité du circuit. Les principaux éléments différenciateurs de cette solution sont son déploiement entièrement sur Internet, la prise en charge d’environ 20 topologies de conversion d’énergie prédéfinies dès son lancement et l’intégration de modèles couvrant les composants silicium, SiC, IGBT et modules de puissance du portefeuille de produits de Rohm.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

www.rohm.com