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GaN/SiCに対応した最新バージョンが登場
電源の損失解析が大幅進化!
「純国産」の高速回路シミュレータ

2023年11月28日

回路シミュレータの開発を行う株式会社スマートエナジー研究所(本社:横浜市)は、GaN/SiCパワーデバイスに対応した、最新バージョンの損失解析オプションを発売しました。
 

■次世代パワーデバイスの登場による回路シミュレーションの新たな課題

電気自動車(EV)や再生可能エネルギーといった分野の進展により、電源/パワーエレクトロニクス市場は堅調な成長が見込まれております。そして、高性能、小型化を実現する次世代半導体として、GaN/SiCパワーデバイスが注目を集めています。一方で、GaN/SiCを用いた電源設計の難易度は一段と高まり、回路設計や基板設計、ノイズ対策、熱設計など複合領域の課題を解決しなければならず、開発期間が長期化してしまいます。
 
GaN/SiCパワーデバイスは、半導体特性がSiとは大きく異なり、「現行のシミュレータではスイッチングが急峻(きゅうしゅん)になり、結果が収束せず、複雑な回路を解析できない」「スイッチング周波数が数メガヘルツに高周波化し、解析に要する時間が従来の10~100倍に増えた」といった新たな課題が出てきました。
 
そこで電源パワエレ向け高速回路シミュレータScideam(サイディーム)は、損失解析オプション製品「Power Palette」の次世代パワーデバイスに対応したGaN/SiCモデルを2023年11月28日(火)から発売します。
 

■25年以上の歴史を持つ純国産の高速回路シミュレータ

Scideamは、25年以上の歴史を持つ純国産の高速回路シミュレータです。2022年には損失解析オプションを追加し、高速で安定したシミュレーション環境を実現しました。
Scideamはアナログ回路設計を行うための基本パッケージで、回路エディタや波形ビューワが含まれています。また、C言語に似た独自スクリプトで回路図のパラメータを変更できる「Digital Palette」、SimulinkとScideamを接続する「SL Palette」、損失解析を行う「Power Palette」というオプション製品を用意しております。
 

■GaN/SiCスイッチモデルの登場

 
GaN/SiCパワーデバイスは、高速にスイッチングするので帯状の振動が発生します。この影響を抑えるために特殊なケルビンソース端子が設けられた素子もあります。

 Scideamが新たに提供するGaN/SiCスイッチモデルは、ケルビンソース端子をサポートしており、ケルビンソース端子の有無による影響を高速に確認できます。

これにより、GaN/SiCパワーデバイスを用いた場合でも、シミュレーションの速さと精度を両立することが可能になります。
 
 

■GaN/SiCスイッチモデルの登場

GaN/SiCパワーデバイスは、高速にスイッチングするので帯状の振動が発生します。この影響を抑えるために特殊なケルビンソース端子が設けられた素子もあります。

 Scideamが新たに提供するGaN/SiCスイッチモデルは、ケルビンソース端子をサポートしており、ケルビンソース端子の有無による影響を高速に確認できます。

これにより、GaN/SiCパワーデバイスを用いた場合でも、シミュレーションの速さと精度を両立することが可能になります。

 

■損失解析オプション「Power Palette」の概要

Scideamの特徴的な機能の一つが、損失解析オプションのPower Paletteです。Scideamの損失解析機能「Power Palette」は、ワンクリックで回路に含まれる全ての素子に対して、網羅的に損失解析を行い、一覧表示します。一回にかかる解析時間は、多くの場合数秒〜10秒程度です。(時間は回路に依存します)
これにより、損失解析にかかる時間を劇的に削減し、上流設計においても十分様々な回路、動作点に対して解析を行うことが可能です。

デバイスライブラリから選択可能
図:シミュレータ画面イメージ

■デバイスライブラリ

Power Paletteの詳細スイッチモデルのライブラリは、Infineon Technologies製904種類と、Rohm製:479種類の合計1,383種類に対応しております。今後のアップデートで拡張予定です。
デバイスライブラリにない素子は、データシートの値を参考に簡単に作成することが可能です。
 
▼Power Palette 詳細はこちら
//carbonchiropractic.com/products_books/powerpalette.html

■Scideamについて

 

電源パワエレ向け高速回路シミュレータ「Scideam」は25年以上の歴史のある演算アルゴリズムと、新たに設計された快適なUIをもつ国産の高速回路シミュレータです。
 

■Scideamの強み

Scideamは解析精度とシミュレーション速度の両方の問題を解決するべく、独自の可変ステップソルバを使用した高速回路シミュレータです。独自アルゴリズムにより、ユーザーの作る回路モデルに合わせ、収束性が高く、高速なシミュレーション環境を提供します。
 
また、波形ビューワは、PCのハードウエアアクセラレーションにより、大量のデータを一度に扱うことができ、高速に快適に解析を行うことができます。
 

■Scideamの適用分野

適用分野は、パワーエレクトロニクス、スイッチング電源分野で、以下の開発に主に利用されています。
・自動車、電気自動車、航空宇宙
・再生可能エネルギー、蓄電システム、急速充電器
・家事民生や標準電源
など
 

Scideam Webサイト

//carbonchiropractic.com/products_books/scideam.htm

■基本情報

企業名:株式会社スマートエナジー研究所
設立 :2009年9月28日
代表者:代表取締役社長 中村 創一郎
所在地:横浜市港北区新横浜 2-12-1 新横浜光伸ビル5F
概要: 2009年創業の電源設計、回路シミュレーション、コンサルティングを行う企業です。 歴史と新しさを併せ持つ高速回路シミュレータと、創業以来培ってきたモデルベース開発のノウハウで、複雑なデジタル制御電源の設計開発コンサルティングを行い、主要メーカーへのツール採用、コンサルティング実績、大学研究機関との共同研究に加え、デジタル制御電源向けのモデルベース開発についての情報発信、ツールの開発を積極的に行っています。
URL//carbonchiropractic.com/
 
 

※記載された社名、団体名および製品名は商標または登録商標です。