チュートリアル：Power Palette編¶

降圧型DCDCコンバータのサンプル回路「dcdc_converter_loss_sample.scicir」を使用して、損失解析方法について説明します。

Info

このチュートリアルはサイディームのオプション機能：Power Paletteのチュートリアルとなります。
Power Paletteを持っていない場合はご使用なれない機能に関するチュートリアルですので、ご了承ください。

Example

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/Tutorial/PowerPaletteTutorial/
dcdc_converter_loss_sample.scicir

1. 回路の読み込み¶

サイディームを起動し、File > 開くをクリックして「dcdc_converter_loss_sample.scicir」を開きます。

2. 素子の確認¶

サンプル回路には損失解析に使用される素子が組み込まれています。

損失解析2

3. 詳細波形解析¶

損失解析に使用される素子を含む回路ではWaveform解析にてより詳細な波形解析を実行することができます。

3.1 詳細波形解析の設定方法と実行¶

損失解析機能を使用する前に、スイッチング波形を詳細波形解析にて確認してみましょう。

詳細波形解析は解析モードWaveformにてDetail SwitchをONにすることで実行することができます。

Detail Switchを切り替えてシミュレーションを行い理想波形解析と詳細波形解析の違いを確認してください。

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解析を行うと次のような波形が確認できます。
詳細波形解析ではスイッチが瞬時に切り替わらず、徐々に変化していく様子が確認できます。

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Note

Scideamの損失解析は流れている電流、電圧から計算しております。
Waveform解析を使うことで、損失解析時にどのような波形から計算されているかを確かめることができます。

4. 損失解析前の準備¶

損失解析を行う前に、十分に定常状態にする必要がある為、Transient解析を行い定常状態となる時間を確認します。
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4.1 解析方法の選択¶

損失解析を行うため、シミュレーションモードはPowerを選択します。

損失解析方法には、理想損失解析と詳細損失解析の2種類の解析方法があります。
理想損失解析では、オン領域とオフ領域の動作領域があり、アクティブ領域は無視されます。
一方、詳細損失解析では、オン領域、オフ領域、アクティブ領域すべての動作領域があります。

理想損失解析を行うには、Switch ModeはIdealを選択します。 詳細損失解析を行うには、Switch ModeはDetailを選択します。

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特徴	理想損失解析	詳細損失解析
動作モード	理想スイッチモード(Ideal)	詳細スイッチモード(Detail)
寄生容量の振る舞い	固定値として計算	Cossテーブルに従い動的に変化して計算
スイッチング損失の考慮	スイッチング損失を含まない	スイッチング損失を含む
動作領域	オン領域とオフ領域のみを考慮	オン領域、オフ領域、アクティブ領域を考慮
解析速度	高速な解析が可能	詳細な解析のため理想スイッチモードよりも解析時間が増加
使用目的	概略的な損失状況を迅速に確認するために使用	正確なスイッチング損失の解析を行うために使用

目的に合わせてモードを切り替えてシミュレーションを行ってください。
なお、このチュートリアルでは詳細損失解析を行っていきます。

Note

解析方法についての詳細内容は以下のページを参照してください。

4.2 損失解析開始時間の設定¶

Start Timeには損失解析を開始する時間を設定します。

事前に確認していた十分に定常状態となる時間を設定します。今回は20mを設定します。

4.3 Toleranceの設定¶

Toleranceは今回はデフォルト値1のままにします。

Note

パラメータについて詳しく知りたい場合は損失解析パラメータについてを参照してください。

5. シミュレーションの開始¶

パラメータの設定が完了したら、実行ボタンをクリックしてシミュレーションを開始します。　　

5.1 シミュレーションの進捗¶

損失解析シミュレーション中の、収束状況はヒストリーウィンドウに表示されるStorage Rate値で観測できます。
Storage Rate ＜ Tolerance の条件を満たすと損失解析が終了して結果が表示されます。

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Note

損失解析がなかなか定常状態にならないなどの理由で、解析を中断したい場合は、回路エディタのツールバーの停止ボタンをクリックします。

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Note

損失解析が終了しない場合は下記のリンクを参考にパラメータの調整や、解析に影響が出ない範囲での回路構成の変更を行ってください。

6. シミュレーション結果の確認¶

シミュレーションが完了すると、結果リストビューワーが立ち上がります。
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6.1 素子内部の損失を確認する¶

素子内部の損失を確認するには、シンボルの左端の>をクリックして展開します。

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Note

各素子の内部要素構成は下記ページを参照してください。
損失成分を持つ素子と内部構造について

6.2 内部損失を一覧表示する¶

リスト上部のツールバーでで表示方法を変更することができます。
Flatに変更すると内部要素も含め、階層表示から一覧表示に変更することができます。

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6.3 LCに蓄えられている電力¶

LCに蓄えられている電力を確認するには図のようにStorageを選択します。
-の値は電力が放出されていることを意味します。
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6.4 リストをエクスポートする¶

シミュレーション結果はCSV形式でファイルに保存、もしくはExcelにて表示することができます。
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