通過前幾期的技術(shù)講座，我們主要介紹了DIPIPM™的基本概況，并全面深入地對產(chǎn)品規(guī)格書中相關(guān)重要參數(shù)、相應(yīng)的可靠性測試項目及其選型準(zhǔn)則進(jìn)行了說明。

在了解器件的規(guī)格書參數(shù)并根據(jù)選型準(zhǔn)則進(jìn)行選型后，在實際測試評價進(jìn)行之前可以采用仿真軟件進(jìn)一步對DIPIPM™選型的合適性進(jìn)行確認(rèn)。

Melcosim Ver.5.4（以及更高版本）是三菱電機(jī)專用于其功率器件產(chǎn)品的功耗仿真軟件，可以在不同應(yīng)用條件下對所選器件進(jìn)行功耗仿真評估。

Melcosim功耗仿真軟件可在三菱電機(jī)官網(wǎng)下載，具體下載地址如下，下載位置如圖1所示。

https://www.mitsubishielectric.com/semiconductors/

Melcosim的語言可以在系統(tǒng)設(shè)置，在選定需要的語言后，重啟軟件就可以完成設(shè)置，具體如圖2所示。



圖3    啟動初始界面
     在啟動初始界面中會顯示軟件的有效日期，該日期設(shè)定主要是不定期的會有新產(chǎn)品數(shù)據(jù)錄入以及數(shù)據(jù)更新，建議大家定期更新軟件。在確認(rèn)軟件日期有效后，主界面中可以選擇不同仿真方式，找到軟件應(yīng)用手冊以及打開之前保存的已有仿真數(shù)據(jù)。

進(jìn)入仿真設(shè)置頁面后，完成對應(yīng)用拓?fù)洹⑵骷�類別、器件系列、器件型號及工況的設(shè)定后就可以執(zhí)行仿真了，如圖4所示。其中工況參數(shù)的說明如表1所示。


圖4    應(yīng)用拓?fù)�、器件型號及工況輸入





在仿真執(zhí)行后，功耗及相關(guān)溫度結(jié)果顯示出來，且Melcosim同時提供了多種參數(shù)曲線供參考，如圖6所示。





在主界面中選擇對比仿真模式（Parametric Simulation）,則可以對不同器件在相同或者不同工況下進(jìn)行對比仿真，如圖7所示。


圖7    對比仿真

在仿真執(zhí)行后，功耗及相關(guān)溫度結(jié)果顯示出來，仿真結(jié)果的說明見下圖8。

圖8    仿真結(jié)果

仿真結(jié)果是否滿足設(shè)計要求可以通過比較仿真所得的平均結(jié)溫T_{j_ave}以及最大T_j(max.)與具體規(guī)格書允許的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來進(jìn)行判斷，一般而言推薦至少留出25°C的裕量。對于最大結(jié)溫為150°C的產(chǎn)品，建議平均結(jié)溫T_{j_ave}不超過125°C；對于最大結(jié)溫為175°C的產(chǎn)品，建議平均結(jié)溫T_{j_ave}不超過150°C，若所計算的T_{j_avej}大于125°C/150°C，則說明模塊容量不夠，應(yīng)選擇電流能力大一級規(guī)格的模塊再重新上述計算；若T_j遠(yuǎn)小于125°C/150°C，則說明模塊裕量較大，可選擇電流能力小一級容量的模塊再重新上述計算；若T_j小于并接近125°C/150°C，則說明模塊選擇得很合適。

一般而言，功耗仿真結(jié)果與實際測試結(jié)果會存在一定偏差，造成偏差的主要原因為功耗仿真軟件采用的模型為理想模型，實際系統(tǒng)中，電流、電壓波形為非理想波形，會受到諸如PWM驅(qū)動信號死區(qū)時間的影響，另外功耗仿真軟件內(nèi)部采用器件參數(shù)與實際器件存在差異，如熱阻參數(shù)，功耗仿真軟件采用的是熱阻的最大值，而非典型值。雖然功耗仿真結(jié)果存在一定偏差，但功耗仿真軟件可以方便快捷地對各種工況下器件的工作情況進(jìn)行模擬，了解器件的工作趨勢，對器件的損耗情況進(jìn)行評估，是功率變換系統(tǒng)設(shè)計工程師不可或缺的有力工具。