'웹시뮬레이션'으로 SiC와 구동 IC를 검증하는 방법 ②
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'웹시뮬레이션'으로 SiC와 구동 IC를 검증하는 방법 ②
  • 로옴
  • 승인 2020.10.14 08:45
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[테크월드=선연수 기자] 

‘웹시뮬레이션’으로 SiC와 구동 IC를 검증하는 방법 ①과 이어집니다.

 

 

웹 시뮬레이션을 이용한 검증

앞서 기술한 다양한 서포트 툴과 환경에 더불어, 로옴은 사용자의 과제 해결에 기여하는 솔루션의 일환으로서 올해 2월부터 자동차·산업기기 등의 시스템 설계자와 전자 회로 기판 설계자를 위한 파워 디바이스와 구동 IC·전원 IC 등을 솔루션 회로로 일괄 검증할 수 있는 웹 시뮬레이션 툴 ‘로옴 솔루션 시뮬레이터(ROHM Solution Simulator)’를 공개한 바 있다[그림 4]. 인터넷 접속 환경에서 사용자는 로옴이 마련한 파워 디바이스와 구동 IC를 조합한 솔루션 회로로 신속하게 시뮬레이션할 수 있다.

 

[그림 4] 로옴 솔루션 시뮬레이터 사용 이미지

이 툴을 사용해 부품 선정과 회로 작성의 번거로움, 시뮬레이션 모델 수배의 번거로움으로부터 해방되고, 기술을 신속하게 검토할 수 있다. SiC 파워 디바이스와 구동 IC를 조합한 솔루션 회로, 주변 회로를 포함한 전원 LSI 회로 등 다양하게 구비돼, 웹 상에서도 부품 선정이나 디바이스 검증과 같은 개발 초기 단계부터 시스템 레벨의 검증 단계까지 폭넓게 시뮬레이션할 수 있다. 이를 활용해 기판 발주 전에 문제가 있는 부분을 발견하거나, 파워 회로에 많이 발생하는 트러블도 미연에 방지할 수 있다[그림 5].

 

[그림 5] 솔루션 회로를 간단히 검증할 수 있는 웹 시뮬레이션

로옴 솔루션 시뮬레이터는 멘토(Mentor)의 시뮬레이션 플랫폼 ‘SystemVision Cloud(SVC)’을 채용해 개발됐다. SVC는 멘토가 제공하는 멀티 도메인 시뮬레이션을 실시할 수 있는 클라우드 타입의 소프트웨어 서비스(SaaS, Software as a Service)다.

인터넷 브라우저에서의 접속에 대응해 PC 환경이라면 언제 어디서든 회사와 동일하게 해석 작업을 할 수 있다. 로옴 솔루션 시뮬레이터로 시뮬레이션한 회로를 내보내(Export) 사용자의 회로를 반영할 수 있어, 실제 시스템에 더욱 가까운 회로에서 시뮬레이션할 수 있다. 멘토의 PCB 보드 설계 환경(Xpedition 시리즈)에 대한 임포트가 가능한 시스템이기에 부품 선정, 회로 설계에서 PCB 설계까지 데이터를 간단히 적용할 수 있어 사용자의 번거로움의 최소화해 준다. SVC를 사용하기 위해서는 SVC 어카운트로 무상 등록 과정을 거쳐야 한다.

 

시뮬레이션 결과와 실제 측정 결과 비교

로옴 솔루션 시뮬레이터를 사용했을 때의 시뮬레이션 결과와 실제 측정 결과를 비교해보자.

 

① 사용 디바이스와 시뮬레이션 회로

 

[그림 6] 사용 디바이스

로옴은 비교를 위해 상부에는 SiC 파워 모듈 평가용 EVK ‘BSMGD3G12D24-EVK001’, 하부에는 SiC 파워 모듈 ‘BSM600D12P3G001’를 사용했다. 각 디바이스의 고정밀도 SPICE 모델이 제공되며, [그림 7]의 시뮬레이션 회로에서는 BSM600D12P3G001의 SPICE 모델과 게이트 드라이버 IC의 SPICE 모델이 사용됐다.

 

[그림 7] SPICE 모델을 사용한 시뮬레이션 회로

버퍼 회로 등은 BSMGD3G12D24-EVK001과 동일한 형식을 사용하고, 트랜지스터와 다이오드에는 SPICE 모델을 임포트한다. 그리고, 모듈과 기판에서 발생하는 기생 인덕턴스 등을 추가해 시뮬레이션의 정밀도를 높일 수 있다.

 

② 시뮬레이션 회로의 결과

시뮬레이션에서도 링잉(Ringing)이나 언더슈트(Undershoot) 등을 재현할 수 있어, 실제 기기에서의 측정 결과와 파형이 비슷함으로 확인할 수 있다[그림 8].

 

[그림 8] SPICE 모델과 각종 파라미터를 사용한 시뮬레이션 결과

 

③ 결론

시뮬레이션의 정밀도를 높이기 위해서는 고정밀도의 디바이스 SPICE 모델과 함께 기판 등에서 발생할 수 있는 기생 성분을 고려해야 한다. 로옴은 기판과 모듈 등의 기생 성분 파라미터도 추가한 솔루션 회로를 제공할 예정이다. 이에 따라, 회로 설계 단계부터 기판 설계 시 발생할 수 있는 기생 성분을 반영해 실제 기기에 더욱 가깝게 시뮬레이션 할 수 있을 것이다.

 

시뮬레이션 설계 지표

로옴은 사용자의 빠른 과제 해결을 돕기 위해 다방면으로 서포트와 툴을 제공한다[그림 9]. 사용자 애플리케이션 개발을 위해 부품 선정부터 시뮬레이션, 평가, 기판 작성에 이르기까지 각각의 단계에 대해 최적의 솔루션을 제안함으로써, 애플리케이션 개발 속도를 높이고 트러블을 미연에 방지할 수 있다. 미연 방지에 기여할 수 있다.

 

[그림 9] 로옴의 사용자 과제 해결을 위한 솔루션 설계 방향

자료제공: 로옴

- 이 글은 테크월드가 발행하는 월간 <EPNC 電子部品> 2020년 10월 호에 게재된 기사입니다.


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