チュートリアル：周波数特性解析編¶
コンバータの周波数特性解析¶
このチュートリアルでは、降圧型コンバータの周波数特性を取得する方法を例に、サイディームでの周波数特性解析の手順について説明します。
周波数特性解析を行う場合、どのような特性を取得したいかによって、入力（From）と出力（To）を決定します。
ここでは、以下の2通りの周波数特性を取得する場合について考えます。
- 入力電圧に対する出力電圧特性
-
時比率に対する出力電圧特性
Download
1. 入力電圧 - 出力電圧特性¶
サイディームで周波数特性解析を行う場合、AC Sweep素子を追加する必要があります。
次の手順で、サンプルの降圧型DCDCコンバータにAC Sweep素子を追加して降圧型コンバータの周波数特性解析を行ってみましょう。
-
降圧型コンバータの入力電圧に
AC Sweep素子を直列に追加します。
-
まずは、
Transient解析を行い定常状態となる時間を確認します。Tips
周波数特性解析は、回路が定常状態となった状態で行います。
-
次に
FRAモードを選択し、FRA Start timeに確認済みの定常状態となる時間を設定します。
-
つづいて、
AC Sweepには先ほど追加したAC Sweep素子のシンボル名を指定します。 -
FromはAC Sweepの電圧を指定し、Toは出力電圧Rを指定します。 -
Minimum Frequencyはデフォルト値のままで、Maximum Frequencyはメイン周期の約1/4程度で20kに変更します。Tips
最大周波数はメイン周波数の約1/4程度が解析の限度になります。
最小周波数は十分に小さい値に設定してください。 -
解析を実行すると図のような結果が得られます。
Example
上手く解析結果が得られない場合はサンプルを参照してください。
FraTutorial/BuckConvFraVinToVout.scicir
2. 時比率 - 出力電圧特性¶
時比率を入力（From）とする場合、AC Sweep素子は電圧信号を発生するので、電圧を時比率に変換するPWM回路を追加しSwitchをドライブするように変更します。
Example
FraTutorial/BuckConvFraDutyToVout.scicir
-
PWM SwitchをSwitchに置き換えます。 -
Saw ToothとComparatorで、電圧を時比率に変換するPWM回路を追加してSwitchをドライブするように変更します。更に
AC Sweep素子も追加します。
-
入力電圧 - 出力電圧特性と同様にTransient解析で定常状態となる時間を確認します。 -
FromはAC Sweepの電圧を指定し、Toは出力電圧を指定します。
その他は、入力電圧 - 出力電圧特性と同様に設定します。
-
解析を実行すると図のような結果が得られます。
このチュートリアルでは、周波数特性解析の基本的な手順について説明しました。
サンプル回路では、アナログ/デジタルLPFの周波数特性解析や、一巡周波数特性解析などを紹介していますので、是非ご活用ください。