最近，意法半导体（ST）正式推出STPOWER Studio 4.0，支持三种新的拓扑结构，分别为单相全桥、单相半桥以及三相三电平T型中点箝位（T-NPC），可覆盖更丰富的应用场景。此前，该工具仅支持三相两电平拓扑结构，主要应用于电机驱动器和光伏逆变器，这两种也是最常见的使用场景。
ST对底层架构进行了更新，并将其应用于网络，提升了可靠性，为进一步开发奠定了良好基础。ST将在现有平台上持续拓展，让STPOWER Studio功能更加丰富多样，助力工程师设计出更全面的功率级产品。
STPOWER Studio：功率系统设计师的好帮手
STPOWER Studio是eDesignSuite的重要组件，主要用于热电仿真领域。eDesignSuite全面升级至HTML5技术后，用户界面得到显著优化。受益于eDesignSuite全新的底层架构，STPOWER Studio的仿真能力得到了极大提升，在业内众多仿真工具中脱颖而出。它具备一项独特优势，能够在仿真过程中依据实时结温动态调整功率损耗，从而精准地模拟实际使用场景。目前，业内一些同类仿真工具还一直沿用固定的结温数值，这种方式极易造成功率损耗的估算偏差，不是高估就是低估。而STPOWER Studio的动态结温功能，能有效避免这类问题，确保用户获得更贴合实际的准确结果。
▲STPOWER Studio可迅速、轻松地完成全方位的深度分析
当关闭稳态模式后，STPOWER Studio每步仿真时长最长可达数百秒。这为工程师们提供了充裕的时间，以便细致观察功率系统从启动到逐渐稳定的全过程。不仅如此，工程师们还能利用该工具进行有散热器和无散热器两种情况下的仿真分析，借此对设备的外形尺寸和散热需求进行精准预估。
使用STPOWER Studio时，操作十分简便。用户只需选定ST的相关器件，如ACEPACK或SLLIMM，再挑选设计中会用到的具体组件即可。进入“设置” 选项，设计人员便能根据实际需求调整栅极电阻值以及部分热性能参数。最后，在 “I/O”板块，用户可以通过定义输出功率、电流水平等不同步长值，灵活调整任务曲线，以满足多样化的设计要求。
假设一位工程师正在为工业应用设计大型电机驱动器、光伏转换器逆变器，或暖通空调系统。在这个设计场景里，电机需要用到650V的直流母线电压以及10A的均方根相电流。如果工程师想进行快速仿真，只需开启稳态模式，就能分析系统达到热稳态后的性能表现。要想进行更细致的分析，关闭稳态模式后，便能自行设置仿真步骤的时长。当然，这种更精细的分析对服务器算力要求更高，生成结果所需的时间也会更长。最新版STPOWER Studio大幅缩短了渲染时间，仅为原来的十分之一，有效提升了分析效率，帮助工程师更高效地完成设计任务。
STPOWER Studio 4.0的新特性
新版STPOWER Studio支持三项全新的拓扑结构，其中单相全桥拓扑适用于单相光伏转换器和不间断电源。随着可再生能源在住宅和建筑领域的广泛应用，将太阳能存储于电池中的需求日益增长。ST致力于帮助工程师更高效地测试设计方案，以大幅缩短产品上市周期。同样，对于从事不间断电源设计的工程师而言，采用STPOWER器件后，他们能够快速看到设计成品的实际效果，有效提升设计效率。
▲STPOWER Studio可进行散热片尺寸计算以及对不可测试参数的数据监测
支持单相全桥拓扑结构，自然也就支持单相半桥拓扑。单相半桥拓扑在小型太阳能逆变器或电机驱动器的DC-AC转换中很常见。工程师在设计单相转三相转换器时，也会组合使用单相半桥拓扑结构。该仿真器目前仅用于DC-AC系统，但ST正在评估对DC-DC应用的支持。
如今，三相三电平T型中点箝位（T-NPC）拓扑结构日益受到青睐。其原理是借助一种特殊机制，将输入电压箝位在中点位置，从而降低开关损耗，有效提升整体效率。在该结构下，每个开关仅需承受一半的输入电压，大大减少了开关损耗。
▲STPOWER Studio可进行全面的分析
这种创新方式能够为高功率系统带来显著优势，光伏逆变器、功率因数逆变器及电机驱动器等都能从中受益。此外，采用三相三电平T型中点箝位（T-NPC）拓扑结构，还能让系统整体设计尺寸更小巧、更紧凑。
文章来源：意法半导体
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