システムデザイナー
特長
-
SIMPLISシステムデザイナーは、デジタル制御のパワーエレクトロニクスシステムのモデリングを行うために最適化された、SIMPLIS回路図構成要素のセットです。このパワーエレクトロニクスシステムには、マイクロコントローラ/DSP/FPGAによる制御システム等、ハードウェア、ソフトウェア両方のデジタル制御実装が含まれます。
-
システムデザイナーの主な特徴は次の通りです：
- ● デジタル制御システムの信号経路のタイムサンプリングデータを、最高32ビットの精度で符号付き整数で、または倍精度浮動小数点数で表すことができます。いずれの場合も、制御信号は実際のシステムのように個別にサンプリングされ、タイムサンプリングデータシステムの位相シフト効果を正確にモデリングします。
- ● 整数データは、実際の製品実装の量子化エラーを正確に表します。
- ● 倍精度浮動小数点データは、「アナログ精度」で信号経路の大きさを表し、実質的に量子化エラーをなくします。
- ● タイムサンプリング信号経路のモデリングを倍精度浮動小数点の精度で行うことのメリットは、デジタル制御システムでSIMPLISのPOP解析とAC解析を実施できることです。この手法は高速且つ正確であり、設計の初期段階で役立ちます。
- ● ソフトウェアベースのシステムの動きを厳密にモデリングするために、信号経路の各操作（加算、乗算、移動等）は、ユーザーが定義した数のシステムクロックサイクルで完了させることができます。
- ● クロックは階層構造の中で全てのシステムデザイナーブロックにグローバルに分配されます。クロックが全体的に扱われるので、ユーザはクロックラインの接続を気にすることなく設計業務に集中することが出来ます。
- ●システムデザイナーには、テキサスインスツルメンツ社のPiccolo™で強化されたPWM（ePWM）モジュールをベースにした、完全なPWMジェネレータが含まれています。
- PWMモジュールは、可変周波数（LLC）や位相シフトトポロジーを含むほぼすべてのPWMパターンを作成することができます。
- PWMジェネレータは、PWMサイクルのどの地点からでもADC変換を開始することができるため、コンバータの時間領域サンプリング動作を正確にモデリングすることができます。
- * Piccoloはテキサスインスツルメンツ社の商標です。
システムデザイナー 同期バックコンバータの例
下記は、システムデザイナーデバイスを使用した、デジタル制御の同期バックコンバータです。制御経路のデータは、システムデザイナーのグローバルクロックを使って測定されます。
システムデザイナー 同期バックコンバータの波形
下記のグラフで赤く表示されているのは、整数サンプリングデータタイプの出力波形です。左側のグラフには、50%～100％の負荷段階に対するコンバータの反応が示されています。青い波形は、倍精度浮動小数点サンプリングデータタイプのシミュレーション結果から取ったものです。右側のグラフは、倍精度浮動小数点シミュレーションの実行中に行った、コンバータのAC解析を示したものです。これらの波形はすべて、上記の一つの回路図から取ったものになります。
