与安森美(onsemi)现场应用工程师聊聊研发工程师的工具箱里的小秘密

作为一名研发工程师，从设计产品开始就需要用到很多的资源和工具。一个优秀的工具将帮助我们加快设计流程，缩短开发时间，提高仿真准确度，提升电路性能，还有一些工具能根据我们的输入优化电源设计，提供合适的解决方案的框图和BOM清单。11月专题我们就来总结一下这些可以帮助研发工程师提升效率的工作“神器”。

安森美(onsemi)是一家领先的半导体供应商，在汽车、工业和云电源等领域具有行业领先地位。本期电源网高端访谈邀请到安森美(onsemi)现场应用工程师 Shawn Huang 一起聊聊研发工程师的工具箱里的小秘密：硬件工程师使用频率最高的三个工具是什么？能够快速、精确地估算出开关损耗的“神器”是什么？安森美(onsemi)自主开发的工具和软件有哪些？在电源设计的开发中，碳化硅器件带来的挑战如何解决？等工程师关心的问题。

电源网：从事硬件电路设计与制作，生产工具必不可少。工具可以分为软件和硬件，您认为硬件工程师使用频率最高的三个工具是什么呢？

Shawn: 就我个人经验来说，硬件工程师使用频率最高的三个工具是：Altium Designer或Cadence做电路原理图设计和PCB Layout，Spice或PLECS做电路拓扑、损耗和热的仿真，也常会用Mathcad来做一些器件甚至系统的损耗计算和设计，如电感的具体设计。

电源网：想要快速、精确地估算出开关损耗，有什么工具可以推荐？

Shawn: PLECS就是一款常用的估算损耗，评估器件及系统热表现的软件，但有个前提是器件厂家提供的器件模型是比较精确的。MathCAD也是很多电源硬件工程师用的软件，根据器件厂家的规格书来拟合出曲线，再按照实际运行条件在拟合曲线上进行折算，但其准确性也比较依赖于器件厂家规格书的精确度，而且很多时候硬件工程师采用的的线性折算不一定特别准确，原因是规格书上提供的数据很有限，数据组密度不够高。

电源网：安森美(onsemi)自主开发的工具和软件有哪些？

Shawn：我自己的工作背景以及目前负责的应用都是大功率应用，所以用的相对较多的是我们公司推出的针对复杂大功率电力电子系统应用开发的在线仿真工具Elite Power Simulator，可以帮助我们自己还有客户比较快速便捷的评估备选的器件在某个特定应用里的性能表现；据我所知安森美(onsemi)也有针对小功率电源开发的网页版设计工具WebDesigner+ Power supply，可以让客户快速的从安森美(onsemi)庞大的产品库中筛选出最合适的器件以实现目标设计方案。

电源网：如今碳化硅器件越来越广泛地使用在电源设计的开发中，安森美(onsemi)如何应对由此带来的挑战？推出了哪些创新型工具？

Shawn: 由于SiC材料及器件自身生产工艺的复杂度，当前SiC基器件相比同等电流等级Si基器件成本还是要高3倍以上，因此设计者在考虑SiC方案时，通常要做很细致的系统分析，从性能及成本角度综合考虑SiC是否能对系统带来整体收益，因此能否准确评估SiC器件的损耗、效率以及可运行的开关频率至关重要。基于此背景，安森美(onsemi)今年推出了全新的在线仿真工具，Elite Power Simulator, 以及可与之匹配使用的高自由度自助式PLECS模型生成工具SSPMG，可以支持开发者实现快速便捷且更高准确率的系统级在线仿真，以助其进行更快更高效的虚拟样机评估。

电源网：安森美(onsemi)有哪些软件或工具特别适合使用在汽车和工业应用中？

Shawn: 如上个问题提到的，Elite Power Simulator在线仿真工具和SSPMG模型生成工具都可以很好的支持汽车和工业应用，包括电动汽车主驱逆变器, 车载充电(OBC)，DCDC，还有光伏，储能，充电桩，服务器电源，大功率工业电源等等应用。该仿真工具覆盖了所有常用的的电路拓扑，AC/DC，DC/AC，DC/DC，还有一些相对复杂的三电平电路，并且支持安森美(onsemi)所有已发布的SiC MOS，SiC二极管以及SiC模块模型，除了SiC产品，我们也计划在明年会陆续将新的FS7 IGBT单管和其他功率模块的模型更新进去。而另外一个就是我们开发了行业创新性的PLECS自助模型生成工具SSPMG，能够支持客户针对自己系统的真实环境，高自由度地对各项寄生参数、期望的器件运行条件进行设置，以获得更切合实际环境的器件PLECS模型，再将该模型导入在线仿真工具或客户自己的仿真软件，即可获得更切实际的系统仿真结果。