Výkonová elektronika
Výkonová elektronika je srdcem moderních technologií – od elektromobility po obnovitelné zdroje energie. Její návrh je však komplexní disciplínou plnou technických výzev. Díky simulacím od Ansysu získáváte nástroje, které vám pomohou navrhovat rychleji, přesněji a s menším rizikem.
Chytrý návrh a optimalizace výkonových systémů
Společnost Ansys nabízí pokročilé simulační nástroje pro návrh, analýzu a optimalizaci výkonové elektroniky na systémové úrovni. Ať už se jedná o střídače, měniče, elektrické stroje, senzory, polovodiče typu IGBT, desky plošných spojů nebo kabeláž, naše řešení pomáhají efektivně řešit technické problémy, které by jinak mohly vést k poruchám nebo snížení výkonu. Simulace umožňuje minimalizovat ztráty v polovodičích, optimalizovat tepelný výkon, eliminovat rázové proudy a přepětí vznikající při spínání a řešit elektromagnetické interference (EMI/EMC), které se objevují při stále vyšších spínacích frekvencích.
Řešení výkonové elektroniky
Elektromagnetický řešič
Jedním z pilířů našich řešení je elektromagnetický řešič, který umožňuje provádět 2D a 3D kvazistatické simulace elektromagnetického pole. Tyto simulace slouží k vytváření vysoce přesných modelů, které jsou nezbytné pro analýzu integrity signálu, studium přeslechů, zemních odskoků, zpoždění signálů a predikci výkonu vysokorychlostních propojení, filtrů, konektorů a desek plošných spojů. Díky tomu lze již v rané fázi návrhu identifikovat potenciální problémy a navrhnout jejich řešení bez nutnosti fyzických prototypů.
Charakterizace výkonových součástek
Další důležitou oblastí je charakterizace výkonových součástek. Vestavěné nástroje umožňují detailní modelování výkonových polovodičů a modulů, které lze snadno integrovat do simulací pohonných systémů. Tyto modely pak mohou být testovány v různých provozních režimech, jako jsou jízdní cykly elektromobilů nebo zatížení v průmyslových aplikacích. Výsledkem je přesnější predikce chování systému a možnost optimalizace výkonu i životnosti jednotlivých komponent.
Tepelný management
Efektivní chlazení je zásadní pro dlouhou životnost a spolehlivost výkonové elektroniky. Ansys nabízí robustní řešení pro tepelný management, která využívají automatické síťování pro provádění tepelných analýz. Tyto analýzy zahrnují simulaci přestupu tepla a proudění vzduchu – jak přirozeného, tak nuceného. Díky tomu lze efektivně navrhovat pasivní i aktivní chladicí strategie, které zajistí stabilní provoz výkonové elektroniky i v náročných podmínkách.
Redukované modely
Pro ještě rychlejší vývoj nabízíme možnost vytváření modelů redukovaného řádu, které umožňují provádět simulace v reálném čase. Tyto modely výrazně zkracují dobu výpočtu a umožňují rychlé testování různých scénářů bez nutnosti opakovaného výpočtu celého systému. To přináší nejen úsporu času, ale i větší flexibilitu při návrhu a optimalizaci. Vývojáři tak mohou snadno reagovat na změny v návrhu a provádět iterace bez zbytečných zdržení.
Výhody simulace výkonové elektroniky
Simulace výkonové elektroniky od Ansysu představuje moderní přístup k vývoji, který kombinuje technickou přesnost s efektivitou. Umožňuje konstruktérům lépe porozumět chování systému, snížit počet fyzických prototypů, zkrátit vývojový cyklus a zvýšit spolehlivost finálního produktu. V době, kdy se technologie vyvíjejí rychleji než kdy dříve, je simulace klíčem k úspěchu – a konkurenční výhodou pro každého, kdo chce být v čele inovací.
Vybrané produkty
Ansys Maxwell
Nástroj pro pokročilé statické a dynamické simulace elektromagnetických polí v oblasti silnoproudé elektrotechniky. Umožňuje návrh elektrických točivých i netočivých strojů, výkonové elektroniky i běžných elektronických zařízení.
- Elektromagnetické FEM 3D i 2D simulace
- Tvorba meta modelů pro digitální dvojče
- Automatické síťování
- Klíčový prvek pro multifyzikální analýzy
Ansys Q3D Extractor
Specializovaný nástroj pro analýzy vodivých cest, přípojnic, výkonové elektroniky a bondování z pohledu stejnosměrného i střídavého signálu. Umožňuje efektivně simulovat a extrahovat parazitní vlastnosti (RLCG) vodivých částí modelu.
- Analýzy výkonové a signálové integrity
- Simulace stejnosměrného i střídavého elektrického pole
- Extrakce parazitních parametrů RLCG vedení
- Automatické síťování
Ansys Icepak
Plnohodnotný výpočet dynamiky tekutin (CFD) pro predikci teplotního chování elektrických komponent a desek plošných spojů (DPS). Simulace volné konvekce, vedení a sdílení tepla včetně radiace s výhodou automatické sítě umožňují elektronickým inženýrům rychle predikovat teplotní chování komponent.
- Plnohodnotný CFD řešič na bázi průmyslové jedničky Ansys Fluent
- Plná podpora teplotních simulací včetně radiace
- Integrace desek plošných spojů pomocí tepelné vodivosti
- Automatické síťování s vysokou kvalitou
- Multifyzikální simulace díky vazbě na Maxwell, HFSS a Q3D
Ansys SIwave
Analýza desek plošných spojů (DPS) a integrovaných obvodů z hlediska signálové, výkonové, případně teplotní integrity. Nástroj, se kterým je možné hned v prvních fázích návrhu DPS odhalit potenciální problémy s elektromagnetickou kompatibilitou.
- Analýza DPS, kontrola layoutu
- Elektro termální a elektro mechanické analýzy
- Podpora SPICE a S-parametr modelů součástek až po integraci IBIS
- Analýza přeslechů, impedancí, rušení
- Predikce resonance a optimalizace pomocí blokovacích kondenzátorů.
Ansys Mechanical
Řešení široké potřeby strukturální analýzy pomocí metody konečných prvků (FEA), která poskytuje hloubkovou analýzu strukturálního chování a chování propojených polí.
- Snadno použitelný, víceúčelový nástroj
- Vytrvalá a spolehlivá technologie řešiče
- Dynamická, integrovaná platforma
Ansys Fluent
CFD software známý pro své pokročilé fyzikální modelování a špičkovou přesnost v oboru
- Moderní uživatelsky přívětivé rozhraní
- Pracovní postup v jednom okně – od pre k post-processingu
- Zjednodušené pracovní postupy pro tvorbu sítí a fyziku
- Pokročilé fyzikální modelování
- Efektivní síťování a škálování HPC řešiče