近日，意法半導體（ST）正式推出了STPOWER Studio 4.0，這款強大的仿真工具支持三種新的拓撲結構——單相全橋、單相半橋以及三相三電平T型中點箝位（T-NPC），進一步擴展了其應用范圍。此前，該工具主要應用于電機驅動器和光伏逆變器的三相兩電平拓撲結構，而此次更新使其能夠覆蓋更多應用場景。

提升可靠性與功能豐富性

ST對STPOWER Studio的底層架構進行了更新，并將其應用于網絡，提升了工具的可靠性和穩定性，為進一步開發奠定了良好基礎。ST將在現有平臺上持續拓展，使STPOWER Studio的功能更加豐富多樣，幫助工程師設計出更全面的功率級產品。作為eDesignSuite的重要組件，STPOWER Studio主要用于熱電仿真領域，其最新版本在HTML5技術的支持下，用戶界面得到了顯著優化，仿真能力也大幅提升。

動態結溫調整確保精準仿真

STPOWER Studio的一項獨特優勢在于其能夠在仿真過程中依據實時結溫動態調整功率損耗，從而精準地模擬實際使用場景。相比之下，業內一些同類仿真工具仍然沿用固定的結溫數值，這種方式極易造成功率損耗的估算偏差。通過動態結溫調整，STPOWER Studio有效避免了這些問題，確保用戶獲得更貼合實際的準確結果。

當關閉穩態模式后，STPOWER Studio每步仿真時長最長可達數百秒，這為工程師們提供了充裕的時間，以便細致觀察功率系統從啟動到逐漸穩定的全過程。此外，工程師們還能利用該工具進行有散熱器和無散熱器兩種情況下的仿真分析，借此對設備的外形尺寸和散熱需求進行精準預估。

簡便的操作流程

使用STPOWER Studio時，操作十分簡便。用戶只需選定ST的相關器件，如ACEPACK或SLLIMM，再挑選設計中會用到的具體組件即可。進入“設置”選項，設計人員便能根據實際需求調整柵極電阻值以及部分熱性能參數。最后，在“I/O”板塊，用戶可以通過定義輸出功率、電流水平等不同步長值，靈活調整任務曲線，以滿足多樣化的設計要求。

假設一位工程師正在為工業應用設計大型電機驅動器、光伏轉換器逆變器，或暖通空調系統。在這個設計場景里，電機需要用到650V的直流母線電壓以及10A的均方根相電流。如果工程師想進行快速仿真，只需開啟穩態模式，就能分析系統達到熱穩態后的性能表現。若要進行更細致的分析，關閉穩態模式后，便能自行設置仿真步驟的時長。這種更精細的分析雖然對服務器算力要求更高，但生成結果所需的時間僅為原來的十分之一，大幅提升了分析效率。

新拓撲結構的應用

新版STPOWER Studio支持三項全新的拓撲結構。其中，單相全橋拓撲適用于單相光伏轉換器和不間斷電源。隨著可再生能源在住宅和建筑領域的廣泛應用，將太陽能存儲于電池中的需求日益增長。ST致力于幫助工程師更高效地測試設計方案，以大幅縮短產品上市周期。同樣，對于從事不間斷電源設計的工程師而言，采用STPOWER器件后，他們能夠快速看到設計成品的實際效果，有效提升設計效率。

單相半橋拓撲在小型太陽能逆變器或電機驅動器的DC-AC轉換中也很常見。工程師在設計單相轉三相轉換器時，也會組合使用單相半橋拓撲結構。盡管目前該仿真器僅用于DC-AC系統，但ST正在評估對DC-DC應用的支持。

如今，三相三電平T型中點箝位（T-NPC）拓撲結構日益受到青睞。其原理是借助一種特殊機制，將輸入電壓箝位在中點位置，從而降低開關損耗，有效提升整體效率。在該結構下，每個開關僅需承受一半的輸入電壓，大大減少了開關損耗。這種創新方式能夠為高功率系統帶來顯著優勢，光伏逆變器、功率因數逆變器及電機驅動器等都能從中受益。此外，采用三相三電平T型中點箝位（T-NPC）拓撲結構，還能讓系統整體設計尺寸更小巧、更緊湊。

總結

STPOWER Studio 4.0的推出標志著意法半導體在功率系統設計工具領域的又一次重大進步。通過支持多種新的拓撲結構、提升仿真精度和效率，以及簡化操作流程，這款工具不僅能夠更好地滿足工程師的需求，還能夠幫助他們在更短的時間內完成高質量的設計任務。無論是新能源應用還是工業自動化，STPOWER Studio都將為工程師提供強有力的支持，推動行業的持續創新和發展。未來，隨著ST不斷優化和完善這一工具，我們期待它能在更多的應用場景中發揮重要作用。

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