Numerical simulations and measurements of a Quasi-Resonant converter for induction cooking

The dissertation is focused on analyzing the function of a Quasi-Resonant converter for induction cooking. In particular, the analysis regards a circuit in which the IGBT- switch usually utilized in this kind of applications- is substitute by a new electronic high power device. The features of the device are described in chapter 5. The study is divided in two principal levels: measurements of the real circuit and simulations in Cadence Virtuoso. The goal is evaluating the differences between the simulated behavior and real one, due to the presence of parasitic elements in all real electronic components and conductive tracks of the board. In order to have the simulation results as close as possible to the real behavior, the parasitic elements models of the new device package and of the PCB are extracted thanks to an ANSYS software, then imported in Cadence Virtuoso and, finally, integrated in the simulated schematic. Therefore, this analysis has two main goals: 1) The precise evaluation of the function differences between the real circuit and the simulated schematic, finding an explanation for each problem found. 2) The elaboration of a methodology which allows to have a complete overview of the real behavior of the integrated circuits.

Simulazioni e misure di un convertitore Quasi-Risonante per induction cooking. Il lavoro di tesi si propone di analizzare il funzionamento di un convertitore Quasi Risonante utilizzato per la cottura ad induzione. In particolare, l’analisi e’ condotta su un circuito in cui l’ IGBT, interruttore solitamente utilizzato in questo tipo di applicazione, e’ sostituito da un nuovo dispositivo elettronico di potenza, ancora in fase di studio. Le caratteristiche del nuovo dispositivo sono ampiamente descritte nel capitolo 5 della tesi. La trattazione e’ divisa in due livelli principali: le misurazioni del circuito reale e le simulazioni in Cadence Virtuoso. L’obiettivo e’ la valutazione delle differenze nel comportamento simulato e nel comportamento reale, dovuto alla presenza dei componenti parassiti in tutti i componenti elettronici reali e nelle tracce conduttive della board. Affinche’ i risultati delle simulazioni siano il piu’ possibile vicini al comportamento reale, i modelli degli elementi parassiti del package del nuovo dispositivo e del PCB vengono estratti attraverso un software prodotto da ANSYS, poi importati in Cadence Virtuoso e, quindi, integrati nello schematico della simulazione. Questa analisi si propone, dunque, due principali obiettivi: 1) La valutazione puntuale delle differenze di funzionamento tra il circuito reale e lo schematico simulato, trovando una spiegazione per ogni problematica riscontrata. 2) L’elaborazione di una metodologia che permetta, anche solo attraverso le simulazioni, di avere una panoramica completa del comportamento reale dei circuiti integrati.