GeckoCIRCUITS - Power Electronics Systems Laboratory

Einleitung
Ab 1990 entwickelte sich die Schaltungssimulation
von leistungselektronischen
Systemen zunehmend zu einer
Standardprozedur sowohl im akademischen
Bereich als auch in der Industrie. Parallel dazu
begann man isoliert beispielsweise thermische
Probleme in der Leistungselektronik mit
spezieller Simulationssoftware zu analysieren
(3D-FEM). Umfangreich simuliert wurden auch
elektromagnetische Felder in Motoren und
Generatoren (2D- und 3D-FEM).
Eine Entwicklung, die sich seit etwa dem Jahr
2000 immer deutlicher abzeichnet, ist die
Notwendigkeit gekoppelte Simulationen
durchzuführen, also zum Beispiel das
Zusammenwirken von temperaturabhängigen
Verlusten in Leistungshalbleitern und dem
Kühlsystem eines Konverters. Zunehmendes
Interesse gibt es an der Simulation elektromagnetischer
Effekte auf dem PCB des
Leistungskreises, konkret der Berücksichtigung
von parasitären Induktivitäten und Kapazitäten
des PCBs und deren Auswirkungen auf
Schaltüberspannungen und EMV-
Filterauslegung. Ein weiterer Aspekt, der
grosses Interesse speziell seitens der Industrie
hervorruft, ist die Simulation von Lastprofilen
und der resultierenden Lebensdauerminderung
von Halbleitermodulen und Konvertern.
GeckoCIRCUITS ist ein numerischer Simulator
zur Lösung der oben beschriebenen
gekoppelten Multi-Domain Probleme beim
Design von leistungselektronischen Systemen.
Im vorliegenden Tutorial wird der in
GeckoCIRCUITS integrierte Schaltungssimulator
anhand des Beispiels eines einfach
gesteuerten Hoch-Tiefsetzstellers schrittweise
vorgestellt.
Zielgruppe
Dieses Tutorial wendet sich an Anwender, die
wenig oder keine Erfahrung mit
Leistungselektroniksimulatoren oder generell
Schaltungssimulatoren haben. Die Software
GeckoCIRCUITS wird detailliert erklärt, wobei
z.B. thermische Probleme, die eine besondere
Stärke von GeckoCIRCUITS darstellen, hier
nicht behandelt werden. Das Beispiel ist
bewusst sehr einfach gehalten.
Hoch-Tiefsetzsteller mit einfacher Steuerung.
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