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2022.06.22 시뮬레이션

시뮬레이션 결과 표시 툴 : Wavebox

ROHM Solution Simulator란?

ROHM Solution Simulator의 시뮬레이션 결과 표시 툴 중 하나인 Wavebox의 조작 방법에 대해 설명하겠습니다. 「시뮬레이션 회로의 기동」 편을 참고하시어, 예제의 시뮬레이션 회로를 기동시켜 주십시오. 하기 링크를 통해서도 직접 기동 가능합니다.
https://www.rohm.co.kr/solution-simulator/buck_converter_vo250v_io20a

조작 방법 등은 「Hands-on User’s Manual (PDF)」을 참조하여 주십시오.

시뮬레이션 결과 표시 툴 : Wavebox

구체적인 예를 사용하여 Wavebox의 조작 방법에 대해 설명하겠습니다. 먼저 예제의 시뮬레이션 회로를 기동시키면 기본적으로 몇 가지 Wavebox가 표시됩니다. 순서대로 설명하고자 하오니, 일단 오른쪽 상단의 × 마크를 클릭하여 표시된 Wavebox를 닫아 주십시오.

●예 : 인덕터 u1에 흐르는 전류 i (p1)을 Wavebox로 표시

인덕터 u1을 통해 출력 방향으로 흐르는 전류를 표시해 보겠습니다 (그림 1). 그 과정에서의 조작 방법에 대해 설명하겠습니다.

그림 1. 인덕터 u1을 통해 출력 방향으로 흐르는 전류 i (p1)

Wavebox의 표시와 삭제

Wavebox를 표시하기 위해서는 회로도 툴바의 프로브 아이콘을 배선 상 또는 해당 부품 부분에 드래그 & 드롭합니다. 그러면 바로 Wavebox가 열리고, 해당 파형이 표시됩니다. Wavebox의 삭제는 창 오른쪽 상단의 × 마크를 클릭합니다. 창의 이동, 확대 및 축소는 PC 등에서의 조작 방법과 기본적으로 동일하며, 타이틀 바를 클릭하여 이동, 테두리를 클릭하여 확대 및 축소할 수 있습니다.

그림 2는 예의 인덕터 u1에 흐르는 전류를 관측하기 위해, 프로브를 드래그 & 드롭한 경우입니다. 해당 부품에 프로브를 드롭하면, 관측 가능한 내부 신호의 메뉴가 표시됩니다. 그림 1과 같이 i (p1)을 선택하면, 그림 3과 같이 전류 파형이 표시됩니다.

그림 2. Wavebox의 표시

<Wavebox 표시와 삭제의 포인트>

  • ・배선 상에 프로브를 드래그 & 드롭하면, 해당 지점에서의 전압 파형이 표시된다.
  • ・부품에 프로브를 드래그 & 드롭하면 풀다운 메뉴가 표시되고, 표시할 내부 신호 (전압, 전류 등)를 선택하면, 해당 파형이 표시된다 (그림 2).
  • ・창의 우측 상단 × 마크를 클릭하면 해당 창이 닫힌다.
  • ・상부 타이틀 바를 클릭하여 임의로 위치를 이동시킬 수 있다.
  • ・창의 테두리 및 모서리를 클릭하여 확대 · 축소시킬 수 있다.

본 예에서는 프로브를 인덕터 u1에 드롭하고, 표시된 메뉴에서 관측에 적절한 방향의 전류 i (p1)을 선택합니다 (그림 2, 그림 1 참조). i (p1)을 선택하면 바로 인덕터에 흐르는 전류의 파형이 Wavebox에 표시됩니다 (그림 3).

그림 3. 프로브를 인덕터 u1에 드롭하고 전류 i (p1)을 선택하여 인덕터에 흐르는 전류를 표시

표시 파형의 확대 및 축소

파형의 확대는 마우스 왼쪽 버튼을 클릭한 상태에서 확대하고자 하는 범위를 지정합니다. 확대한 범위를 원래의 전체 파형으로 표시하려면, 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 메뉴가 표시되면 View All을 선택합니다 (그림 4).

그림 4. Wavebox의 표시 파형 확대 및 축소

Wavebox를 차동 프로브로서 사용

Wavebox에는 화면의 왼쪽 하단에 프로브 표시가 있습니다. 이 프로브를 드래그 & 드롭하면, 해당 Wavebox 내에 드롭한 부분의 파형을 추가할 수 있습니다. 또한 2개의 프로브의 관측 결과를 연산하여 표시할 수 있습니다. 하기에 예를 들어 설명하겠습니다.

●예 : xQ1 (SCT3080KL)의 VGS 파형 표시

먼저 회로도 툴바에서 프로브를 xQ1의 게이트 배선에 드래그 & 드롭하면, 바로 Wavebox 창이 열리고, 게이트 단자의 전압 파형이 표시됩니다 (그림 5 왼쪽). 표시된 Wavebox의 타이틀 「net13」이란, xQ1의 게이트 배선에 할당된 명칭입니다. 각 배선에 커서를 가져가면 각각의 명칭이 표시됩니다.

다음으로, Wavebox의 왼쪽 하단에 표시된 프로브를 xQ1의 소스에 드래그 & 드롭하면, 해당 Wavebox 안에 소스 단자의 전압 파형이 추가됩니다. 동시에 타이틀 바에 소스 배선명 「net75」가 추가됩니다 (그림 5 오른쪽).

그림 5. MOSFET의 게이트와 소스에 프로브를 드롭하여 1개의 Wavebox에 2개의 관측 파형을
표시

여기에서 주의해야 할 사항이 있습니다. 이 상태에서 관측되는 것은 게이트와 소스 단자의 전압 (GND 기준)이며, 게이트 – 소스 전압 VGS가 아니라는 점입니다. VGS 파형을 관측하기 위해서는 각 단자 전압의 차분을 구해야 합니다. 프로브에는 2개의 프로브가 관측한 값을 연산하여 표시하는 기능이 있습니다. 이러한 기능을 이용하여 VGS 파형을 표시할 수 있습니다.

net13 (게이트 단자)과 net75 (소스 단자)의 전압 파형을 표시하는 Wavebox 상에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 메뉴가 표시됩니다. 해당 메뉴에서 「Math Operation」에 커서를 이동하여, 「net13 – net75」를 선택합니다 (그림 6 왼쪽). 그러면, net13에서 net75를 뺀 결과, 즉 VGS 파형이 표시됩니다 (그림 6 오른쪽. 시간축은 확대 표시됨). 이 경우 2개의 프로브는 차동 프로브로서 기능하게 됩니다.

그림 6. 2개의 프로브를 차동 프로브로 기능시켜 VGS 표시

Wavebox에서의 복수 파형 표시 형식

Wavebox 상에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 메뉴가 표시됩니다. 메뉴의 「Display Mode」는 「Multi Trace」와 「Overlaid」를 선택할 수 있습니다. Multi Trace는 복수의 파형 그래프를 각각 상하로 배열하여 표시 (그림 7 왼쪽), Overlaid는 겹쳐서 표시합니다 (그림 7 오른쪽). 파형 비교 시 목적에 따라 표시 형식을 선택할 수 있으므로 편리합니다.

그림 7. Wavebox에서의 복수 파형 표시 형식 : Multi Trace와 Overlaid

Wavebox 커서 조작

Wavebox에 커서를 추가하여, 커서 위치의 X축, Y축 값을 수치로 판독할 수 있습니다. Wavebox 상에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 메뉴가 표시되고 「Add Cursor」를 선택하면, 커서가 표시됩니다 (그림 8 왼쪽). 커서는 여러 개 추가할 수 있습니다.

그림 8. Wavebox 커서의 추가

커서를 이동할 때는, 커서를 클릭하여 이동하거나, 해당 커서에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 「Set X Value」를 선택하고 수치를 직접 입력합니다 (그림 9).

그림 9. Wavebox 커서의 이동과 삭제

커서의 삭제는, 커서에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 Set X Value와 함께 「Delete」가 표시되므로 (그림 9 왼쪽), Delete를 선택합니다.

Wavebox의 파형 데이터를 CSV 파일로 출력하여 다운로드

Wavebox의 파형 데이터는 CSV 형식의 파일로 다운로드 가능합니다. 데이터는 표계산 소프트웨어 등을 사용한 상세 해석 등에 이용할 수 있습니다. Wavebox 상에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 메뉴가 표시됩니다. 「Download Waveforms」를 클릭하면, CSV 파일 다운로드가 시작됩니다 (그림 10).

그림 10. Wavebox의 파형 데이터 다운로드

키 포인트

・Wavebox는 시뮬레이션 결과를 표시하는 툴이다.

・파형 표시, 파형 확대 · 축소, 복수 표시, 연산 결과 표시 등 다양하고, 조작이 간단하다.

・Wavebox의 파형 데이터를 CSV 파일로 출력하여 다운로드할 수 있다.

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