科士达（KSATR）科士达YDC9103S-RT内置电池UPS不间断电源主机铅酸蓄电池

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功率器件是电子器件zhonggong率转换和电路控制的核心，主要包括二极管、晶闸管、MOSFET和IGBT;其中，低频二极管和晶闸管主要用于整流，如晶闸管则主要用于直流输电领域。MOSFET高频低功率，主要应用于开关电源、通信电源、影视扬声器电源等中低压高频领域。其中，IGBT具有宽频率、宽功率，目前主要应用于新能源汽车、光伏风电、充电桩、工业控制、消费电子快速充电等行业，也是价值含量Zui高、技术壁垒Zui高的功率器件。

目前，功率半导体器件主要基于三种材料：Si，SiC和GaN。

硅功率器件是主流，Zui重要的原因是成本。Si材料的击穿电压是三者中Zui低的，而SiC和GaN是宽带隙半导体材料，具有较高的带隙和较高的击穿电压。

高击穿电压的特性使得SiC和GaN在大功率和超高压控制中的应用更具前景。但由于产业链协调发展阶段不同，与成熟的硅产业链相比，SiC和GaN在技术水平和供应规模上远不及Si材料，这使得SiC和GaN在成本上难以与Si行业竞争。它们只能应用于某些特定的、非成本优先的特殊领域。一般来说，SiC和GaN器件主要用于高压和高频电路。

就特性而言，功率器件可分为可控和不可控。不受控制的设备无法控制信号流;可控设备可分为部分可控和完全可控。晶闸管大多是部分可控器件(注：完整的晶闸管系列也有完全可控型)，而MOSFET、IGBT和BJT可以根据需要完全实现信号

这项创新的前沿性在于，该款直观且全面的仿真平台，赋予工程师以前所未有的便捷性来进行可视化、仿真设计并优化复杂的电力电子拓扑结构。此工具为工程师提供一个独特的数字化环境以测试和完善设计，从而推动了jianduan技术水平的发展。PLECS模型及其准确性对于ElitePower 仿真工具有效性的关键一环。该仿真工具支持工程师上传由SSPMG生成的自定义PLECS模型。

这款仿真工具的核心在于其能够jingque仿真多种电力电子拓扑结构，其中包括AC-DC、DC-DC和DC-AC变换器等。安森美提供的超过40种拓扑结构选项使其在行业中处于lingxian地位，为工程师们提供了丰富的资源库来探索和优化他们的设计。在工业应用领域，安森美的ElitePower仿真工具支持如直流快充、不间断电源(UPS)、储能系统(ESS)和太阳能逆变器等关键系统，展现出巨大的价值。同样地，这款工具也适用于汽车行业的车载充电机(OBC)和主驱逆变器系统。

图2：在Elite仿真工具中选择应用和拓扑结构

挑战

行业中过去主要采用以制造商数据手册为参考的基于测量的损耗表创建PLECS模型。这种方法面临几个主要挑战：

• 依赖测量设置：开关损耗数据受到特定应用布局和电路寄生参数的影响，导致数据存在变化和不准确性。

 •数据密度有限：导通和开关损耗数据通常不够密集，阻碍了在PLECS中进行jingque插值计算，往往需要外推计算，这可能会影响准确性。

 • 典型半导体条件：损耗数据通常代表的是标称半导体工艺条件，可能忽视了实际应用中的各种变化和真实场景。

•只适用于硬开关情况：源自数据手册生成的双脉冲损耗数据所建立的模型仅适用于硬开关拓扑结构。当将其应用于软开关拓扑结构或同步整流仿真时，这些模型的准确性会大大降低。

安森美通过引入PLECS模型自助生成工具(SSPMG)，解决了采用传统的基于测量损耗表生成PLECS模型方法所面临的难题。这款工具在优化模型时考虑了特定无源元件对能量损耗的影响，提供了更密集、更详细的数据以实现jingque仿真。SSPMG包含了半导体工艺过程的变化来构建实际模型，并创建出适用于软开关拓扑结构的可适应模型，从而确保在硬开关场景之外仍具有可靠性。这一水平的定制化确保了所进行的仿真能真实反映用户的实际工作条件，消除了基于通用数据手册模型相关的不准确性。用SSPMG设计的PLECS模型可以无缝上传到ElitePower 仿真工具，也可以下载到独立的PLECS中使用。

图3：SSPMG的特点之一——密集损耗表

图4：SSPMG的特点之一——软开关仿真

仿真工具

该工具的核心优势在于其后台运行的系统级仿真工具PLECS。PLECS是一款系统级仿真工具，它采用专为速度和准确性而设计的元件模型，使整个系统的建模和仿真变得更为简便。这款工具结合了易于使用的基于网页的环境，在设计过程中赋予工程师出类拔萃的优势。

这款工具的意义不仅体现在其仿真能力上。它不仅仅是一个仿真工具，更是帮助工程师为他们的应用选择理想元件的强力引导。该工具支持安森美丰富的产品线，工程师采用该工具可以无缝浏览各种产品系列，权衡性能与成本，并做出明智的决策。

PLECS不是一个基于SPICE的电路仿真工具，其关注点不在于电路元件的低层行为。功率晶体管被视为简单的开关，可以被很容易地配置用来展示导通和开关转换之间相关的损耗。PLECS模型，被称为“热模型”，包括导通损耗和开关损耗的查找表，以及采用Cauer或Foster等效网络形式的热链结构。

Elite Power 仿真工具的主要特性

如前所述，利用SSPMG生成并上传自定义PLECS模型的功能使用户能够jingque仿真其应用环境。这种能力在行业内是超前的。

这款仿真工具具备直观的损耗和热数据绘图功能，使工程师能够可视化所选开关的损耗表现。这款多功能3D可视化工具结合了器件导通损耗、开关损耗和热阻抗等数据。

这款仿真工具具备设计自定制散热器模型的功能，使用户能够jingque预测结点温度，并针对其特定需求优化冷却解决方案。

这款工具中的仿真阶段能够非常详细地提供瞬态和稳态条件下的诸如损耗、效率和节点温度等各种参数的详情。该工具还具有一个快捷机制，可用以比较不同器件、电路参数、冷却设计和损耗模型的运行情况。