Hallo, mich würde es interessieren, wie man am besten vorgeht, um leistungselektronische Schaltungen zu simulieren. Ich habe bereits gesehen, dass viele Matlab/Simulink zur Hilfe nehmen, jedoch stellt sich mir die Frage, inwiefern Simukink geeignet ist, da man mit diesem Tool beispielsweise keine Gatetreiber-Schaltungen simulieren und keine realen Bauteile (GateTreiber-Ics, herstellerspezifische Transistoren etc.) einfügen kann (ich lasse mich eines Besseren belehren :-)). Falls andere Simulationswerkzeuge benutzt werden, wie z.B. LTSpice oder Pspice usw., was tun die "Profis" bei nicht vorhandenen Bauteil-Modellen. Insbesondere bei IGBT-Modulen und Treiber-Ics ist mir schon öfters vorgekommen, dass die Spice-Modelle nicht existieren. Werden die Modelle dann selber generiert? Kann ich mir schwer vorstellen, da bei der Serienentwiklung hoher Zeitdruck besteht und das generieren eines einzelnen Bauteils für Simulationszwecke widerrum sehr viel Zeit kostet und auch Fehler beinhalten kann. (Auch hier lasse ich mich eines Besseren belehren). Der Hintergrund meiner Frage ist, dass ich mich im Rahmen meiner Bachelorarbeit mit der Entwicklung einer H-Brücke beschäftige und mir aufgefallen ist, das bei hohen Leistungsklassen die Simulation durch fehlende Spicemodelle erschwert wird und falls diese doch vorhanden sind, die Simulation sehr lange dauert. Aus diesem Grund würde ich gerne wissen, wie es die Profis handhaben. Ich wäre sehr dankbar für Antworten und hilfreiche Informationen.
high_Side schrieb: > Hallo, > > mich würde es interessieren, wie man am besten vorgeht, um > leistungselektronische Schaltungen zu simulieren. Ich habe bereits > gesehen, dass viele Matlab/Simulink zur Hilfe nehmen, jedoch stellt sich > mir die Frage, inwiefern Simukink geeignet ist, da man mit diesem Tool > beispielsweise keine Gatetreiber-Schaltungen simulieren und keine realen > Bauteile (GateTreiber-Ics, herstellerspezifische Transistoren etc.) > einfügen kann (ich lasse mich eines Besseren belehren :-)). > Falls andere Simulationswerkzeuge benutzt werden, wie z.B. LTSpice oder > Pspice usw., was tun die "Profis" bei nicht vorhandenen > Bauteil-Modellen. Insbesondere bei IGBT-Modulen und Treiber-Ics ist mir > schon öfters vorgekommen, dass die Spice-Modelle nicht existieren. > Werden die Modelle dann selber generiert? Kann ich mir schwer > vorstellen, da bei der Serienentwiklung hoher Zeitdruck besteht und das > generieren eines einzelnen Bauteils für Simulationszwecke widerrum sehr > viel Zeit kostet und auch Fehler beinhalten kann. (Auch hier lasse ich > mich eines Besseren belehren). Der Hintergrund meiner Frage ist, dass > ich mich im Rahmen meiner Bachelorarbeit mit der Entwicklung einer > H-Brücke beschäftige und mir aufgefallen ist, das bei hohen > Leistungsklassen die Simulation durch fehlende Spicemodelle erschwert > wird und falls diese doch vorhanden sind, die Simulation sehr lange > dauert. Aus diesem Grund würde ich gerne wissen, wie es die Profis > handhaben. Ich wäre sehr dankbar für Antworten und hilfreiche > Informationen. Bist Du in der Serienentwicklung tätig? Scheint nicht so zu sein, sonst würdest Du nicht solche Platitüden "bei der Serienentwicklung hoher..." von Dir geben. der Zeitdruck ist noch viel höher wenn der Serienentwickler einen Serienfehler entwickelt hat. Dein Problem bei der Bac-Arbeit war die nicht vorhandene Erfahrung, daraus dann abzuleiten daß alles sehr schwer ist... ist gewagt. Abgesehen davon werde ich mich hüten Dir zu erzählen wie ich meine Entwicklungen simuliere, Deine genannten Probleme kenne ich jedenfalls in meinem Bereich nicht. MiWi
Wow, besten Dank für deine Antwort. Ich verstehe nicht, was dein Problem ist?! Ich habe lediglich eine normale Frage gestellt und wenn es dir nicht passt dann musst du mir nicht auf so eine Weise antworten! Abgesehen davon sieht man anhand meiner Frage, dass mir die Erfahrung fehlt. Wäre dem nicht so, würde ich wohl hier kaum diese Frage stellen ;).
Simulation schnell schaltender Leistungselektronik ist in vielerlei Hinsicht problematisch. Es gibt keine Modelle. Oder es gibt nur unzureichende Modelle. Dies ist durchaus häufig der Fall, da spice Modelle auf Datenblattangaben des Herstellers aufgebaut werden - was da nicht drin steht, kann nicht simuliert werden. Oder der SimulationsSchaltplan ist zu weit weg von der Realität, es fehlen parasitäre Kapazitäten, Induktivitäten, magn. Verkopplungen etc. All dies ist KEIN grundsätzliches Problem von Spice, sondern ungenügenden Modellierung der Realität geschuldet. Und klar, wenn ich einen Startvorgang über mehrere Sekunden bei Taktfrequenzen im kHz- bis MHz- Bereich simulieren will - dat dauert!
Schau dir mal PLECS von PLEXIM an... Dann weißt du wie es geht.
Weshalb sollte man die Treiber mit simulieren ? Der Leistunghalbleiter wird angesteuert, und schaltet gemaess Datenblatt.
Zwölf M. schrieb: > Weshalb sollte man die Treiber mit simulieren ? Der Leistunghalbleiter > wird angesteuert, und schaltet gemaess Datenblatt. Er glaubt (noch?), daß die Krux in der Leistungeelektronik passende Simulationsmodelle sind.... L ist L, C ist C und ansonsten ignorierbare Milliohm heizen ziemlich wenn man sie wie sonst üblich unter den Tisch fallen läßt. Uns reicht ein Block, ein Stift, die Datenblätter und ein guter Taschenrechner (oder LibreCalc) um die wichtigsten Eckdaten einer Schaltung in den Griff zu bekommen. Das viel größere Problem des Layouts (wo bringe ich die 300A @ 1kV ohne thermische Grauslichkeiten unter, die hier durchmüssen?)... kann eine Schaltungssimulation nicht lösen... Aber wenn der TO meint... er wird es schon merken wenn er bei dem Thema bleiben will und einen geduldigen Lehrmeister hat. MiWi
Hi high_side, viel kommt über die Erfahrung. Man kann viele leistungselektronische Konzepte (z.B. H-Brücken oder andere Topologien) mit idealen Schaltern simulieren, um Modulationsstrategien, Reglerentwürfe etc. zu verifizieren. Diese Simulationen finden entsprechend unter idealen Bedingungen statt, d.h. die Schalter sind entweder ein- oder ausgeschaltet. Diesbezüglich könnte man Simulink, PLECS, oder PSIM verwenden. Geht es um detailierte Simulationen, wie sich ein Schalter unter realen Bedingungen verhält, wären z.B. Spice Simulationen möglich. Diese Tools setzen allerdings ein Modell des Schaltelements voraus, das es in vielen Fällen nicht gibt. Und selbst, wenn es das gibt, ist der Rest der Schaltung meist immer noch unter idealen Bedingungen (parasitäre Induktivität der Leiterbahn, kapazitive Kopplung etc.) Meiner Erfahrung nach werden Konzepte in PLECS etc. simuliert und verifiziert. Dann werden Verlustleistungen nach bestem Wissen und Gewissen abgeschätzt/berechnet/simuliert (bei PLECS kann man die Schaltverluste der Halbleiter mit einpflegen, so dass die während der Simulation direkt mitberechnet werden). Das A und O in der Leistungselektronik ist meiner Ansicht nach aber nach wie vor die Erfahrung, die man erst bekommt, wenn man Schaltungen aufbaut und anschließend aus Fehlern lernt. Kurzum: Simulationen sind nur so gut, wie die Modelle und Informationen, die man letztendlich zur Verfügung hat. Insofern: Übung macht den Meister.
Hallo, "Das A und O in der Leistungselektronik ist meiner Ansicht nach aber nach wie vor die Erfahrung, die man erst bekommt, wenn man Schaltungen aufbaut und anschließend aus Fehlern lernt." Nur leider scheint es an der Hochschule keinen erfahrenen Lehrmeister zu geben, der dem Bacheloristen zurerst einmal etwas bei bringt, bevor er los legt. Letztendlich wird dann nur die Ausführung seiner Simulationstätigkeit sowie seiner B-Arbeit bewertet, aber nicht die Funktionalität eines real aufzubauenden Gebildes, das die geforderten Eigenschaften zeigt. Die Möglichkeiten der Hochschule sind leider begrenzt. "Übung macht den Meister." Richtig. Aber um H-Brückenbau-Meister zu werden, gibt man ihm nicht die Zeit und er will ja Bachelor werden. https://m.youtube.com/watch?v=jj6SUSFYLcA Mit freundlichem Gruß
Hast du mal freundlich beim Hersteller des MOSFET nachgefragt, was die an Modellen haben? In der Regel haben Sie welche, nur stehen die nicht unbedingt auf der Website. Nach meinem bescheidenen Wissen (eher aus zweiter Hand) sind das Fiese aber die ganzen Parasiten- hier ein paar nH in der Gateleitung, dort ein paar pF zwischen geschaltetem Pfad und OP-Eingang. Bei mA ist das alles Pillepalle, bei kA tut das ggf. richtig weh.
Christian S. schrieb: > Hallo, > > "Das A und O in der Leistungselektronik ist meiner Ansicht nach aber > nach wie vor die Erfahrung, die man erst bekommt, wenn man Schaltungen > aufbaut und anschließend aus Fehlern lernt." > > Nur leider scheint es an der Hochschule keinen erfahrenen Lehrmeister zu > geben, der dem Bacheloristen zurerst einmal etwas bei bringt, bevor er > los legt. Letztendlich wird dann nur die Ausführung seiner > Simulationstätigkeit sowie seiner B-Arbeit bewertet, aber nicht die > Funktionalität eines real aufzubauenden Gebildes, das die geforderten > Eigenschaften zeigt. > Die Möglichkeiten der Hochschule sind leider begrenzt. > > "Übung macht den Meister." > Richtig. Aber um H-Brückenbau-Meister zu werden, gibt man ihm nicht die > Zeit und er will ja Bachelor werden. > > https://m.youtube.com/watch?v=jj6SUSFYLcA > > Mit freundlichem Gruß Und dann gibt es Leute wie Christian, die (noch) relativ unbekümmert einfach anfangen und binnen weniger Tage anhand dessen, was nicht geht und wo es feigelt ziemlich viel Erfahrung sammeln, siehe Beitrag "False Turn On bei Synchron Buck mit eGaN FETs" Meiner Meinung nach ist so ein Projekt - nicht zuviel Leistung aber mehr als nur ein 0815-Stepdown mit ein paar W - ausreichend um zu erkennen wo die Simulation an ihr Grenzen kommt und das lesen von AN, Datenblättern oder Foren zur Pflicht wird. Und das ist "nur" ein Zeit- und kein Hoschschul-Budget-Problem. Daher... kann ich den vorrednern nur zustimmen: machen und lernen ist es worum es geht wenn viel V und A im Spiel ist. MiWi
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