AnsysTwinBuilder系统分析功率模块


ANSYSTwinBuilder是一款实现系统仿真与数字孪生的软件。基于仿真的数字孪生技术充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全周期运行过程。

一、功率模块特征化建模:

良好的电路仿真需要精确的半导体器件模型,TwinBuilder 为功率模块建模提供了特征化建摸工具。用户只需要导入datasheet的数据,即可生成IGBT或者Mosfat模型。

图1:特征化建模
图2:子电路Dynamic模型

二、系统仿真

IGBT开关的高精度仿真需要非常小的时间步,而系统仿真需要比较长的时间步。

TwinBuilder允许动态更改时间步长,当开关动作完成,时间步将会增大。

图3:减小最小时间步Vce, Vge, Ic 时域波形
图4:功率脉冲持续时间远小于电路和Vce的上升/下降时间

三、与ANSYS软件联合仿真

ANSYS TwinBuilder是一款功能强大的电路和系统分析工具,解决物理结构和信号/控制的数学表征问题。

硬件结构涉及多物理域问题,不仅仅是电气领域,涉及磁学、机械、液压、热等领域信号/控制的纯数学表征问题涉及控制模块、数值运算、状态空间系统、状态机逻辑等TwinBuilder支持三种分析类型: Transient (时域), AC (频域) , DC (直流稳态)TwinBuilder提供了专业的系统设计分析环境,可结合不同学科软件之间实现联合仿真,如ANSYS Maxwell, ANSYS Icepack, ANSYS Fluent, ANSYS SIwave, Simulink等。

图5:Maxwell与热模块耦合
图6:联合仿真

四、降阶模型与嵌入式软件

ANSYS TwinBuilder基于模拟的数字孪生工具,以数字化方式拷贝一个物理对象。将多种来源的元件进行便捷的系统集成,多物理域,多保真度,多语言。


图7:降阶模型
图8:多语言集成
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