ROHM lanza herramienta web de simulación para electrónica de potencia

Los diseñadores de sistemas de electrónica de potencia recurren cada vez más a la simulación para reducir los tiempos de desarrollo y evitar los costes asociados a múltiples iteraciones de hardware. ROHM ha presentado el ROHM PLECS Simulator, un entorno de simulación basado en la web que permite evaluar rápidamente las pérdidas de potencia y el comportamiento térmico de circuitos de electrónica de potencia utilizando los dispositivos semiconductores de la compañía.

La herramienta está dirigida a ingenieros que desarrollan sistemas de conversión de energía para aplicaciones industriales, automotrices, energéticas y de accionamiento de motores. Al centrarse en análisis rápidos de eficiencia y comportamiento térmico durante las primeras fases del diseño, el simulador complementa las herramientas de verificación detallada utilizadas en etapas posteriores del desarrollo.

Verificación rápida de pérdidas y comportamiento térmico en etapas iniciales
La simulación se ha convertido en una parte fundamental del desarrollo de la electrónica de potencia, especialmente al evaluar topologías de convertidores, dispositivos semiconductores y estrategias de gestión térmica antes de construir prototipos físicos. Aunque los simuladores de circuitos detallados pueden reproducir con precisión formas de onda de conmutación y fenómenos transitorios, suelen requerir tiempos de simulación más largos y una preparación de modelos más compleja.

ROHM desarrolló esta nueva herramienta para abordar una necesidad diferente: la evaluación rápida de las pérdidas de los dispositivos de potencia y del incremento de temperatura. Basado en la plataforma de simulación PLECS desarrollada por Plexim, el simulador permite seleccionar una topología de circuito predefinida y evaluar el rendimiento de los dispositivos mediante simulaciones en línea que se completan en segundos o minutos, en lugar de horas.

Este enfoque resulta especialmente útil durante la selección de componentes, cuando los ingenieros necesitan comparar múltiples dispositivos antes de comprometerse con un diseño detallado.

Selección en línea de dispositivos de potencia mediante topologías predefinidas
El ROHM PLECS Simulator funciona a través de una interfaz web alojada en el sitio de la empresa. Los usuarios pueden seleccionar una topología de electrónica de potencia y posteriormente evaluar distintos semiconductores de potencia de ROHM dentro de ese diseño.

En su lanzamiento, la plataforma incluye 20 topologías de circuitos que cubren aplicaciones comunes de conversión de energía. Entre los ejemplos disponibles se encuentran circuitos de corrección del factor de potencia (PFC), inversores monofásicos y trifásicos, arquitecturas de accionamiento de motores y sistemas de conversión AC-DC. ROHM tiene previsto ampliar el soporte a nuevos modelos de dispositivos y configuraciones de circuitos, incluidos dispositivos de carburo de silicio (SiC), IGBT y módulos de potencia.

Esta capacidad permite a los ingenieros comparar distintas opciones de semiconductores según su disipación de potencia y rendimiento térmico a nivel de temperatura de unión antes de realizar una validación detallada del hardware.

Complemento para flujos de trabajo de verificación avanzada
Este lanzamiento amplía el ecosistema de simulación de ROHM, iniciado en 2020 con la introducción del ROHM Solution Simulator. Esa plataforma está orientada al análisis de circuitos de alta precisión mediante modelos SPICE capaces de reproducir formas de onda y comportamientos de dispositivos muy cercanos a los observados en hardware real.

ROHM posiciona el nuevo simulador como una herramienta para la exploración inicial del diseño, mientras que el Solution Simulator permanece enfocado en la validación detallada. Como resultado, los ingenieros pueden adoptar un flujo de trabajo en dos etapas: primero identificar dispositivos adecuados mediante cálculos rápidos de pérdidas y comportamiento térmico, y posteriormente realizar verificaciones detalladas de formas de onda y optimización de circuitos utilizando modelos de simulación de alta precisión.

Esta metodología contribuye a una cadena de suministro digital más eficiente para el diseño electrónico, al reducir la cantidad de prototipos físicos necesarios durante el desarrollo del producto.

Modelado térmico y análisis de eficiencia
La tecnología PLECS es ampliamente utilizada en electrónica de potencia porque simplifica la simulación de sistemas de conmutación manteniendo cálculos precisos de pérdidas y comportamiento térmico. En lugar de depender de modelos de conmutación de semiconductores computacionalmente intensivos, PLECS utiliza representaciones de interruptores ideales combinadas con datos específicos de pérdidas de cada dispositivo para estimar pérdidas de conmutación, pérdidas por conducción y temperaturas de unión.

Esto permite a los ingenieros evaluar el rendimiento térmico en fases tempranas del desarrollo y determinar si un dispositivo seleccionado puede cumplir los requisitos de eficiencia y refrigeración. El simulador también puede ayudar a estimar los requisitos de disipación térmica e identificar clasificaciones adecuadas de dispositivos antes de iniciar una optimización detallada del circuito.

Acceso gratuito y recursos de soporte al diseño
El simulador está disponible sin coste a través del sitio web de ROHM tras el registro de usuario. Además del entorno de simulación, la empresa proporciona documentación de apoyo, incluidos manuales de usuario y notas de aplicación que explican el funcionamiento de los circuitos y los procedimientos de simulación.

La disponibilidad de plataformas tanto de análisis rápido como de simulación de alta precisión refleja la creciente importancia de los flujos de trabajo de diseño virtual en el desarrollo de electrónica de potencia, donde la gestión térmica, la optimización de la eficiencia y la selección de dispositivos suelen evaluarse antes de que exista hardware físico disponible.

Contexto adicional
Esta sección detalla especificaciones técnicas y comparativas competitivas que no se incluyeron en el comunicado de prensa original.

El ROHM PLECS Simulator entra en un mercado que ya incluye entornos de simulación de Plexim, Infineon Technologies, STMicroelectronics, Wolfspeed y otros proveedores de semiconductores de potencia que ofrecen modelos térmicos y de pérdidas para la evaluación de dispositivos. Un criterio de referencia común entre estas plataformas es la relación entre velocidad de simulación y precisión de las formas de onda. Las herramientas SPICE de alta fidelidad suelen proporcionar análisis transitorios detallados, pero requieren tiempos de simulación significativamente mayores, mientras que los entornos basados en PLECS priorizan cálculos rápidos de eficiencia y comportamiento térmico a nivel de sistema.

El ROHM PLECS Simulator realiza análisis de pérdidas y comportamiento térmico en decenas de segundos o pocos minutos, mientras que el ROHM Solution Simulator está orientado a la validación detallada y puede requerir tiempos de simulación considerablemente más largos dependiendo de la complejidad del circuito. Entre los elementos diferenciadores de la nueva herramienta se encuentran su implementación basada en la web, el soporte para aproximadamente 20 topologías de conversión de potencia predefinidas desde su lanzamiento y la integración con la creciente cartera de modelos de silicio, SiC, IGBT y módulos de potencia de ROHM.

Editado por Aishwarya Mambet, editora de Induportals, con asistencia de IA.

www.rohm.com