Confronto tra differenti approcci nelle simulazioni a livello elettromagnetico/circuitale per convertitori di tipo switching mode power supply = Comparison between different approaches in electromagnetic/circuit-level simulations for switching mode power supply converters

Al giorno d’oggi il tema degli elementi parassiti sta ricoprendo un ruolo di primo piano nell’ambito della progettazione di circuiti in tecnologie emergenti, come ad esempio in dispositivi SiC e GaN. Per le aziende sta diventando sempre più importante e conveniente tenerne conto perché tali non idealità non sono più trascurabili con lo scalamento della tecnologia e l’aumentare delle frequenze di funzionamento. Inoltre, i dispositivi prodotti devono rispettare i limiti dovuti, per esempio, alla compatibilità elettromagnetica, alla signal e power integrity e ad altri vincoli progettuali. Il rischio è che queste non idealità, se trascurate, non facciano più rispettare tali normative, o peggio, danneggino il circuito stesso durante il suo funzionamento. Lo scopo principale di questo studio di Tesi è confrontare i diversi approcci di co-simulazione tra elementi puramente descritti dal loro modello circuitale ed elementi parassiti estratti dalla simulazione elettromagnetica. Sono stati considerati diversi tool attualmente disponibili sul mercato che permettono di eseguire la simulazione elettromagnetica, in particolare Ansys e PathWave, di cui è stato descritto l’algoritmo interno per poterli analizzare e confrontare. Una volta eseguita la simulazione elettromagnetica, sono stati presi in considerazione i diversi formati forniti in output dai tool per poter essere utilizzati successivamente per la co-simulazione all’interno dell’ambiente Cadence Virtuoso. L’approccio descritto è stato applicato a un dispositivo fornito dall’azienda STMicroelectronics, in questo modo è stato possibile osservare come i parametri parassiti influiscono sulle prestazioni finali del dispositivo, rendendo necessaria la loro considerazione già nelle fasi iniziali di progettazione.