DABコンバータの損失解析¶

概要¶

Power解析を用いて、DAB（Dual Active Bridge）コンバータを構成するスイッチング素子や磁性部品の損失を確認します。本サンプルでは、1次側と2次側のフルブリッジ回路の位相差を20°と5°に設定し、それぞれの損失内訳を比較します。

用途¶

位相差を変えたときの動作と損失の比較
スイッチング素子の損失と磁性部品のコア損失の評価
損失の大きい部品を把握し、素子選定や放熱設計を検討

サンプル回路¶

両側のフルブリッジ、漏れインダクタLr、励磁インダクタLm、変圧器T1で構成します。両側に詳細FETを使用し、Lmにコア損失を設定しています。

回路ファイル

回路ファイルはサンプル回路TOPページからダウンロードできます。
サンプル回路はこちら：
Scideam/circuit_library/dab_converter/dab_Loss_Analysis.scicir
Scideam/circuit_library/dab_converter/dab_Loss_SwitchControl.sciprc

Info

必要オプション：Power Palette、Digital Palette

回路パラメータ¶

項目	値
1次側直流電圧 VDC1	400 V
2次側直流電圧 VDC2	300 V
スイッチング周波数	100 kHz
漏れインダクタ Lr	100 uH
励磁インダクタ Lm	900 uH
変圧器 T1 巻数 N1:N2	12:12
FETモデル	IMZA65R057M1H

動作スクリプト¶

dab_Loss_SwitchControl.sciprcで位相差を指定し、2次側パルスP2_1、P2_2に反映します。

//DABコンバータ　位相制御

//スクリプトから位相差をセットする
SwPhase = 5; //degree
setoutvar(SwPhase);

//±90[deg]を超えないように入力に対するガード
if(SwPhase < -90) SwPhase = -90;
if(SwPhase > 90) SwPhase = 90;

//360[deg]=1として正規化
SwPhase = SwPhase / 360;


//2次側SWドライブパルスに位相差をセット
setparam("P2_1","T0",0.25 + SwPhase);
setparam("P2_1","T1",0.75 + SwPhase);
setparam("P2_2","T0",0.25 + SwPhase);
setparam("P2_2","T1",0.75 + SwPhase);

SwPhase = 20;またはSwPhase = 5;として解析します。

損失解析を行うには？¶

Detail SwitchをDetailにしてTransient(Full)解析を行うと、スイッチング波形を詳細に確認できます。続けてPowerを選択し、解析設定のDetail SwitchをDetailにします。回路が定常状態となる時間をStart Timeに設定して実行すると、素子ごとの損失内訳を確認できます。

損失内訳

結果のツリーを開くと、部品ごとの損失成分を確認できます。主な項目は次のとおりです。

損失項目	内容
`Lm_Core`	コア損（鉄損）
`Lr_ESR`	一次側銅損
`T1_N2_I`	二次側銅損
`Sw_Id_TurnOn`	ターンオン損
`Sw_Id_TurnOff`	ターンオフ損
`Sw_Id_On`	導通損

位相差20°

位相差5°

PWRには、Isecの電流とVDC2の電圧の積から求めた2次側の電力を表示しています。設定方法は電圧源・電流源を負荷とした損失解析（Loss Setting）を参照してください。

回路	内容
DABコンバータの位相シフト制御	PID素子で求めた位相差をスクリプトに反映し、2次側電流を目標値に追従させる構成
DABコンバータの損失の確認	位相差を20°と5°に固定し、電流波形と素子・コアの損失内訳を比較する構成

DABコンバータの損失解析¶

概要¶

用途¶

サンプル回路¶

回路パラメータ¶

動作スクリプト¶

損失解析を行うには？¶

関連サンプル¶

関連記事¶