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SIMPLISベースのツールでDC-DCコンバータを迅速にシミュレートする

2020年2月25日

Brooks Robert Leman  筆者:Brooks Robert Leman
 マキシム・インテグレーテッド、アプリケーション担当テクニカルスタッフ上級主要メンバー 


DC-DCコンバータの設計を強化する方法をお探しですか?このプロセスへの近道はオンラインEE-Sim®設計およびシミュレーションツールで、設定済みのSIMPLISシミュレーションを使ってコンバータ設計の作成と検証を迅速に行うことができます。高度な解析を行う場合、これらの回路図をダウンロードし、無料の、SIMPLISベースのOASISシミュレーションツールを使って特定の動作モードを調査し最適化することができます。

マキシムの新しいOASIS (Offline Analog Simulator Including SIMPLIS)ツールは、複雑な時間領域シミュレーション、ボードサブプロット、出力インピーダンスプロット、多変量/モンテカルロパラメータスイープ、およびフーリエ解析などの、一般的および高度な解析を実行します。EE-Simモデルを備えたすべてのマキシム製品は、SIMPLISの回路図をOASISシミュレータにダウンロードすることができます。また、EE-Simの回路図を容易にダウンロードして完全ライセンス版のSIMPLISで実行することも可能です。

EE-Sim OASISシミュレータなどのSIMPLISベースのシミュレーションツールは、スイッチングパワーコンバータの設計を迅速化することができます。EE-Sim OASISシミュレータなどのSIMPLISベースのシミュレーションツールは、スイッチングパワーコンバータの設計を迅速化することができます。

SIMPLISとSPICE:どちらがスイッチングコンバータのシミュレーションに最適か?

SIMPLISは、そもそもSPICEによるスイッチングコンバータのシミュレーションが効果的でないという理由で開発されました。SIMPLISはスイッチングパワーコンバータをより高速にシミュレートし、SPICEで一般的に見られるコンバージェンスの問題を防ぎます。また、SIMPLISはリニアライゼーションアルゴリズムを内蔵し、同じモデルから高精度の周波数領域応答曲線(ボード線図)を迅速に生成します。SPICEははるかに長いシミュレーション時間を必要とします(または、時間をかけて自分で第2のリニアライズされたモデルを生成する必要があります)。

SIMPLISのヒントとコツ

シミュレーション実行時に生産性を大幅に高めることができる、基本的なSIMPLISのスキルがあります。

  • 実際に動作する回路図からスタートする(数種類のライブラリが利用可能またはEE-Simからダウンロード可能)
  • プローブを波形グループに整理する
  • 波形ビューアおよび回路図ウィンドウの配置を管理する
  • 複数のグリッドおよび複数の軸構成を使用する
  • パラメータスイープに多変量解析を使用する
  • 測定値とともに高度なボード線図プローブを使用する
  • ラボのデータを波形ビューアウィンドウに貼り付けて直接比較する

ループゲインおよび出力インピーダンスのボード線図解析を最大限に利用する

ボード線図はSIMPLISで簡単に生成することができます。唯一の注意点として、最初に周期的動作ポイント(POP)解析を実行し、コンバータが平衡状態で動作していること(発振、サイクルスキップ、または制限サイクルがないこと)を確認する必要があります。ボード線図のシミュレートが可能であることには、多数の利点があります。以下が可能です。

  • ループをより小さいブロックに分割し、最も明確になるように曲線を構成する
  • 補償利得およびポールとゼロの位置を容易に決定する
  • クローズドループおよびオープンループ出力インピーダンスシミュレーションを生成する

もちろん、SPICEシミュレータでは、ボード線図のシミュレーションと解析をこれほど容易に行うことはできません。SIMPLISとSPICEの違いの詳細については、私の書いたアプリケーションノート「なぜSIMPLISはSPICEよりも電源回路に適しているか」をお読みください。

今すぐOASISシミュレーションツールをお試しになり、回路設計をどれほど迅速かつ高精度でシミュレートすることができるかをご覧ください。