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2022.08.24 시뮬레이션

시뮬레이션 커스터마이즈

ROHM Solution Simulator란?

이번에는, 기본적으로 설정되어 있는 시뮬레이션 회로의 부품 및 정수, 조건 등을 변경하여 시뮬레이션을 실시하는 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 커스터마이즈

커스터마이즈 방법 등에 대해 예를 들어 설명하겠습니다.

예제 : PWM 주파수를 50kHz에서 25kHz로 변경하여 시뮬레이션을 실행하고, 변경 전과 변경 후의 net75 (SiC MOSFET : xQ1의 소스)의 파형 주파수를 비교한다.

순서는 다음과 같습니다.

  • ▶ xPWM1H1의 스위칭 주파수 설정 (FSW)을 50KHz에서 25kHz로 변경
  • ▶ 시뮬레이션 실행
  • Waveform Viewer로 FSW 변경 전과 변경 후의 net75 파형을 표시하여 주파수를 비교

부품 정수 변경

ROHM Solution Simulator에서는 부품의 정수를 변경하여 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 그림 1은 예제의 시뮬레이션 회로입니다. 정수 변경이 가능한 부품은 하늘색으로 표시됩니다.

그림 1. 예제의 시뮬레이션 회로

예제에서는 PWM 주파수를 변경하는 것이므로, xPWM1H1의 Property Editor를 사용합니다. Property Editor 표시는 그림 2와 같이 해당 부품을 더블 클릭하거나, 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 「Properties」를 선택합니다. 이때 해당 부품은 황녹색으로 변경됩니다.

그림 2. 정수를 변경할 부품의 Property Editor를 연다.

주의할 점은, ROHM Solution Simulator에서 변경 가능한 부품 정수는 하늘색으로 표시된 부품 및 Property Editor에서 흰색으로 표시된 항목만 가능합니다 (그림 2-②에서는 FSW만 가능). 회색 항목의 경우, 마우스 포인터를 해당 위치에 가져가면, 금지 마크가 표시되고 변경이 불가능합니다. 참고로 하늘색으로 표시되지 않은 부품에서도 Property Editor를 열 수는 있지만, 모든 항목이 회색으로 표시되어 정수는 변경할 수 없습니다.

이와 같이 ROHM Solution Simulator 상에서는 변경에 제한이 있지만, 시뮬레이션 회로를 PartQuest™ Explorer로 export하면, 부품의 추가나 상세한 파라미터 변경 등, 제한없이 편집할 수 있습니다. PartQuest™ Explorer로의 export 방법에 대해서는 다음 편에서 설명하겠습니다.

그럼, xPWM1H1의 Property Editor를 열어, 스위칭 주파수 FSW에 기술되어 있는 50k를 25k로 변경해 보겠습니다.

FSW에 마우스 포인터를 가져가면 메시지가 표시됩니다 (그림 3 왼쪽). 메시지에는 「이 값은 10k에서 300k까지」라고 기재되어 있으며, FSW 값이 제한되어 있습니다. 그림 3과 같이 정수의 변경은 몇 가지 타입이 있으며, 변경은 마우스 포인터를 해당 위치에 가져갔을 때 표시되는 메시지에 따릅니다.

그림 3. 정수의 변경 및 설정 방법의 종류

정수 변경 시, 트랜지스터나 다이오드 등의 파워 디바이스는 기종을 변경할 수 있습니다. 그림 3의 「선택 타입」이 해당 예이며, SiC 쇼트키 배리어 다이오드가 풀다운 표시되고 그 중에서 선택이 가능합니다.

본론으로 돌아와, FSW를 25k로 변경했으면, 툴바의 「Run」 아이콘을 클릭하여 시뮬레이션을 실행합니다.

변경한 조건에서의 시뮬레이션 결과를 표시하여, 변경 전과 비교한다.

시뮬레이션 결과에서 FSW를 변경하기 전과 후의 net75 (SiC MOSFET : xQ1의 소스)의 파형을 Waveform Viewer에 표시하여 비교합니다.

먼저, 회로도 표시 영역 아래쪽의 Waveform Viewer 개폐 아이콘을 클릭합니다. 그러면 왼쪽에 「Simulation Results」 폴더, 그 아래에 「C6 Buck Converter Vo=250V Io=20A」라는 폴더와 「Copy of C6 Buck Converter Vo=250V Io=20A – (날짜) – (시간)_(시리얼 #)」라는 폴더가 생성됩니다 (그림 4).

그림 4. Waveform Viewer와 보존된 시뮬레이션 결과

「C6 Buck Converter…」 폴더에는 디폴트 값의 시뮬레이션 결과가 저장되어 있습니다. 「Copy of C6 Buck Converter…」 폴더에는 FSW 변경 후의 결과가 저장되어 있습니다. 그림 4에서 「Copy of C6 Buck Converter…」 폴더 안에 「net75」의 데이터가 저장되어 있는 것을 알 수 있습니다.

각 「net75」를 더블 클릭하면 각 파형이 표시됩니다. 그림 5는 FSW=50k (변경 전), FSW=25k (변경 후)의 순서로 파형을 표시하고, 주파수 비교가 쉽도록 시간축을 확대한 것입니다. 또한, Waveform Analyzer의 주파수 해석을 이용하여 주파수를 표시한 그림입니다. Waveform Viewer와 Waveform Analyzer의 사용법에 대해서는 Waveform Viewer 편을 참조하여 주십시오.

그림 5. Waveform Viewer에서의 표시와 비교

참고로 「Copy of…」 폴더는 부품 정수 변경을 하지 않아도 Run 실행 시마다 작성되고, 파일명 끝의 시리얼 #가 1, 2와 같이 변경된 파일명으로 추가됩니다.

키 포인트

・ROHM Solution Simulator는 부품 정수를 변경하여 시뮬레이션할 수 있다.

・정수 변경이 가능한 부품은 하늘색으로 표시되고, Property Editor를 사용하여 변경한다.

・모든 부품과 정수를 변경할 수 있는 것은 아니지만, PartQuest™ Explorer로 export하면 자유롭게 편집이 가능하다.

・실행한 시뮬레이션 결과는 Waveform Viewer에 표시되는 폴더에 저장되고, Waveform Viewer에서 확인 및 비교가 가능하다.

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