PSpiceの活用方法 (2005年)

講義の流れ All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 序論 1. PSpice シミュレーションに必要不可欠な要素技術について 1.1 デバイスモデリング技術について 1.2 デバイスモデリングの種類について 1.3 シミュレーション技術について 2. PSpice シミュレーションに必要不可欠な環境について 2.1 デバイスモデルの整備について 2.2 回路解析シミュレーションのテンプレート集を準備する 2.3 デザインキットについて 3. PSpice を活用した事例 3.1 PWM IC を採用した電源回路のシミュレーション 3.2 DC モーター制御回路のシミュレーション

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 序論 Time to Market ( 商品開発時間 ) 売上利益累積コスト・投資 Break Even Time ( 損益分岐点到達時間 ) Time to Market ( 商品開発時間 ) Break Even After Release ( 販売開始後損益分岐点到達時間 ) Time to Market の短縮が売上、利益の増大と投資、コストの削減に直結する開発開始販売開始具体的な施策としてシミュレーション技術の導入がある -> １回でも試作回数を削減させるのが目的である

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 序論回路解析シミュレーション導入の効果コスト計算　前提条件： 3 名の設計者、 8 時間労働、 1 名の労務費用 5,000 円 / 時間、基板サイズ 8cm×15cm 単層基板： 250,000 円、多層基板： 650,000 円単層基板の場合、 3 回の試作削減で 4,350,000 円の削減、 30 日間の時間短縮多層基板の場合、 7 回の試作削減で 12,900,000 円の削減、 70 日間の時間短縮デバイスモデル導入コスト主要電子部品のデバイスモデル 13 個の費用： 1,000,000 円回路シミュレーション + デバイスモデル採用時の効果 20,350,000 円 8,700,000 円合計金額 13,200,000 円 7,200,000 円労務費用 10 日 10 日設計サイクル 110 日間 60 日間試作日数 7,150,000 円 1,500,000 円基板製作費 11 回 6 回試作回数基板の種類多層基板単層基板 7,450,000 円 4,350,000 円合計金額 4,800,000 円 3,600,000 円労務費用 10 日 10 日設計サイクル 40 日間 30 日間試作日数 2,600,000 円 750,000 円基板製作費 4 回 3 回試作回数基板の種類多層基板単層基板

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 序論回路開発以外での回路解析シミュレーションの利用について (1) 電子部品の選定⇒シミュレーションベースの選定 Shindengen/SF3L60U International Rectifier/HFA08TB60 Harris Semiconductor/RURD460 General Semiconductor/UF5406 Circuit Simulation

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 序論電子部品サプライヤ企業におけるデバイスモデルの使い方 ( 半導体メーカー、受動部品メーカー、電池メーカー ) SPICE MODEL 営業支援顧客お問い合わせ対応の敏速化クレーム原因究明付加価値が高い販売促進他社との差別化市場優位サプライヤ企業前提条件： SPICE MODEL の技術と体制が必要である

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 序論お客様からのお問合わせの敏速化 (1) 依頼企業：照明メーカー対象製品： AAAAAAA 質問事項： AAAAAAA を下記のような倍電圧電流で使用した場合で　　　　　　　 Ta=85℃ の時、出力電流 Io は何 A になるのか。回路シミュレーション活用での回答期間 :1 時間従来とおりでの回答期間 :2 週間

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. SPICE シミュレーションとは？回路解析シミュレーションのデファクトスタンダードに SPICE と呼ばれているものがあります。この SPICE はアメリカのカリフォルニア大学バークレイ校 (U.C.Berkeley) で開発されました。 S imulation P rogram with I ntegrated C ircuit E mphasis の頭文字です。この名称の通り、集積回路をトランジスタ・レベルでシミュレーションする為のソフトウェアですが、個別半導体回路、受動部品、フィルタ、伝送線路、バッテリーなどもシミュレーションする事が出来ます。基本的なシミュレーションは、 DC 解析、 AC 解析、過渡解析 ( トランジェント解析 ) 等があります。回路データをネット・リストと呼ぶテキストファイル形式でシミュレータに入力致します。また、 SPICE で正確にシミュレーションする為には、正確なデバイスモデル (=SPICE モデル ) を必要とします。序論

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. デバイスモデルとは何か ? デバイスモデル (=SPICE モデル ) とは、電子部品 ( 半導体部品、受動部品等 ) の電気的振る舞いをコンピュータ上に表現するものです。このデバイスモデルは SPICE 記述となっています。デバイスモデルを製作するプロセス及び行為をデバイスモデリングと呼んでおります。回路解析シミュレーションの解析精度はデバイスモデル (SPICE モデル ) の解析精度に依存致します。序論

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. デバイスモデル・パラメータとは何か ? デバイスモデルは、パラメータで表現致します。基本素子 ( ダイオード、トランジスタ、 MOSFET 等 ) のパラメータであったり、ビヘイビア記述で表現したりします。ビヘイビア記述とは表や関数等で振る舞いを表現致します。 RS N IS .MODEL D1F60A D + IS=595.00E-12 + N=1.6000 + RS=18.700E-3 + IKF=1.1600 + CJO=51.100E-12 + M=.3231 + VJ=.525 + BV=600 + IBV=10.000E-6 + TT=7.1E-6 SPICE MODEL デバイスモデリング序論

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 【 PSpice 最新事例 2005 】のご紹介序論 PSpice にて回路シミュレーションを有効に活用する方法論、デバイスモデリングの考え方、回路シミュレーションの最新事例を 4 つ取り上げ、解説しています。回路シミュレーションのご理解に是非、ご活用下さい。教材 CD-R の中にパワー・ポイント (334 枚 ) のファイルを始め、ご理解を深める為に各種動画も格納してあります。 CD-R の中には以下のファイルが格納されています。 (1) パワーポイント (334 枚 ) (2) 白色発光ダイオード順方向特性の映像 (3) 三波長白色発光ダイオードの赤色 LED 順方向特性の映像 (4) 三波長白色発光ダイオードの青色 LED 順方向特性の映像 (5) 三波長白色発光ダイオードの緑色 LED 順方向特性の映像 (6) 白色発光ダイオード順方向特性の周囲温度における経時変化の映像 (7) 白色発光ダイオード逆回復特性の周囲温度における経時変化の映像 (8) 一般ダイオード逆回復特性のケース温度における経時変化の映像 (9)DC モーター単独の負荷無しの波形映像 (10)DC モーターの負荷有りの制御回路の波形映像目次 ( パワーポイント ) 序論第 1 講 PSpice シミュレーションに必要な要素技術について 1. デバイスモデリング技術について 2. デバイスモデリングの種類について 3. シミュレーション技術について第 2 講 PSpice シミュレーションを有効に活用する為の環境 1. デバイスモデルの整備について 2. シミュレーションのテンプレートについて第 3 講 PSpice を活用した最新事例 1.RCC 方式電源回路のシミュレーション 2.PWM IC を採用した電源回路のシミュレーション 3. 非昇圧白色発光ダイオード・ドライバーの温度依存性シミュレーション 4.DC モーター制御回路のシミュレーション価格 21,000 円 ( 消費税込み )

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 1.1 デバイスモデリング技術について半導体受動部品デバイスモデリング開発のプロセス .SUBCKT U4SBA60 1 2 3 4 D1 2 1 U4SBA60A D2 3 2 U4SBA60A D3 3 4 U4SBA60A D4 4 1 U4SBA60A .MODEL U4SBA60A D + IS=939.00E-12 + N=1.6000 + RS=11.900E-3 + IKF=1.7400 + CJO=79.200E-12 + M=.3231 + VJ=.525 + BV=600 + IBV=10.000E-6 + TT=9.2E-6 .ENDS 電子部品測定特性の把握 SPICE MODEL 数学 ( 微分・積分 ) 半導体物性測定技術等価回路開発電子部品動作・半導体・一般電子部品電子回路技術データ解析技術コンピュータ技術計測器制御技術デバイスモデリング測定データ⇒デバイスモデルモデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立デバイスモデリング確立評価数学 ( 微分・積分 ) 半導体物性電子部品動作等価回路開発電子回路技術測定技術計測器制御技術コンピュータ技術データ解析技術【デバイスモデリングのプロセス】

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立デバイスモデリング確立数学 ( 微分・積分 ) 半導体物性電子部品動作等価回路開発電子回路技術測定技術計測器制御技術コンピュータ技術データ解析技術ケース・スタディ　【フォトカプラ場合】 ① 入力側ダイオードの理論 ② 出力側トランジスタの理論 ③ 伝達特性の理論 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立 ① 入力側ダイオードの理論 k: ボルツマン定数 (1.38×10^-23)[J/K] T: 絶対温度 [K] IS: 飽和電流 [A] q: 電子の電荷量 (1.6×10^-19)[C] N: エミッション係数 V>0 の時 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立 ① 入力側ダイオードの理論 CJO Junction capacitance Theory SPICE VJ FC*VJ Forward diode voltage Reverse diode voltage 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立 ② 出力側トランジスタの理論 Evers-Moll モデル Gummel-Poon モデル出力トランジスタで持たせたい機能 Transistor Saturation Characteristics Switching Time Characteristics フォトカプラのデバイスモデルを考えた場合、機能要件、回路に組み込んだ場合での収束性も踏まえて、 Evers-Moll モデルを採用する。 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立 ② 出力側トランジスタの理論 Evers-Moll モデルについて古いモデルであるが、簡易的なモデルであり、厳密さを要求しない場合には、活用出来る。また、物理動作との関係性も良く、外部端子からの測定による抽出がしやすい為、現在でも使われている事がある。しかし、寸法の微細化により、改良型である Gummel-Poon モデルが主流になりつつある。株式会社ビー・テクノロジーでは、フォトカプラの出力トランジスタに、 Evers-Moll モデルを採用している。【 Evers-Moll モデルの弱点】 ① 2 次的効果が表現出来ない。 ② 容量モデルが加味されていない。 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立入力ダイオードの逆回復時間の測定方法 TT パラメータは、 IFIR 法で trr を測定しなければならない。 Tektronix TDS3054B DIGITAL PHOSHOR OSCILLOSCOPE KENWOOD PA250-0.42A REGULATED DC POWER SUPPLY (Forward Side) KENWOOD PA36-3A REGULATED DC POWER SUPPLY (Reverse Side) 逆回復特性試験回路 ( 株式会社ビー・テクノロジー製 ) 逆回復特性試験機器は汎用測定計測機器が無い為、内製化致しました 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立抽出方法は、どのように各種パラメータを決定していくと、デバイスの機能要件を満足させるかという最適化を行います。つまり、デバイスモデリングの手順を決定していきます。フォトカプラのデバイスモデルのプロセスは、 25 あり、これらの順序を、誤ると、最適解には辿り着く事が出来ません。経験則と試行錯誤で、プロセスを決定します。【理由】パラメータが、各種電気的特性において、独立している場合は、問題はありません。現実のデバイスでは、それぞれの電気的特性において、パラメータが相関関係を持っているため、プロセスの最適化が、重要になります。 1.1 デバイスモデリング技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 現在提供しているデバイスモデル ( 半導体部品 ) 一般ダイオード / スタンダードモデル一般ダイオード / プロフェッショナルモデル一般ダイオード / スペシャルモデルショットキ・バリア・ダイオードショットキ・バリア・ダイオード / プロツェナ・ダイオード Junction FET MOSFET/ スタンダードモデル MOSFET/ プロフェッショナルモデルパワー MOSFET/ スタンダードモデルパワー MOSFET/ プロフェッショナルモデルトランジスタパワー・トランジスタダーリントン・トランジスタパワー・サーミスタサイリスタ IGBT ボルテージ・リファレンスボルテージ・レギュレータシャント・レギュレータ PWM IC オペアンプ CMOS オペアンプコンパレータ CMOS コンパレータサイダックフォトカプラフォト・ダイオードレーザー・ダイオード発光ダイオード光送信モジュール光受信モジュールシリコン・サージ・クランパサージ・アブソーババリスタ TFD(Thin Film Diode) A-Si TFT Poly-Si TFT デジタルデバイス ( 一部 ) 39 種類 2005 年 5 月 26 日現在 1.2 デバイスモデリングの種類について有償評価版を準備しております。お問合わせ下さい。

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 現在提供しているデバイスモデル ( 受動部品 ) セラミックコンデンサ電解コンデンサフィルムコンデンサインダクタインダクタ / 直流重畳特性モデル抵抗器トランスコモン・モード・チョーク・コイル / スタンダードモデルコモン・モード・チョーク・コイル / プロフェッショナルモデルチョーク・コイルチョーク・コイル / 直流重畳特性モデルコア白熱電球ハロゲンランプ【開発中のデバイスモデル】スピーカーマイクロフォン 14 種類 2005 年 5 月 26 日現在 1.2 デバイスモデリングの種類について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 現在提供しているデバイスモデル ( バッテリー ) リチウムイオン電池 ( 付加抵抗一定モデル ) リチウムイオン電池 ( 付加抵抗可変モデル ) リチウム電池 ( 付加抵抗一定モデル ) リチウム電池 ( 付加抵抗可変モデル ) ニッケルマンガン電池 ( 付加抵抗一定モデル ) ニッケルマンガン電池 ( 付加抵抗可変モデル ) ニッケル水素電池 ( 付加抵抗一定モデル ) ニッケル水素電池 ( 付加抵抗可変モデル ) アルカリ電池 ( 付加抵抗一定モデル ) アルカリ電池 ( 付加抵抗可変モデル ) オキシライド電池 ( 付加抵抗一定モデル ) オキシライド電池 ( 付加抵抗可変モデル ) 開発中のデバイスモデル太陽電池燃料電池 12 種類 1.2 デバイスモデリングの種類について 2005 年 5 月 26 日現在

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. デバイスモデルの種別について大きく分類すると、 2 つに区分出来ます。 ① パラメータ・モデル ⇒ デバイスモデル記述をパラメータのみで、表現します。単体のダイオード、ショットキ・バリア・ダイオード MOSFET 、トランジスタ、 Junction FET 、 a-Si TFT 、 poly-Si TFT などのデバイスがモデルパラメータで表現されています。但し、上記デバイスの場合でも、特定の電気的特性を持たせる為に、パラメータ・モデルをメインとして、周辺に、等価回路を組み込み、ビヘイビアモデルとして、表現する場合もあります。 ② ビヘイビア・モデル = 等価回路モデル = マクロモデル ⇒ デバイスの電気的表現を、ビヘイビア素子などを活用し、等価回路でデバイスを表現しているモデルです。上記以外 ( 大部分 ) のデバイスモデルは、ビヘイビア・モデルで表現されています。 1.2 デバイスモデリングの種類について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. パラメータ・モデルの事例 ( 一般ダイオード ) *$ *Part number:SF20LC30 *Manufacturer:SHINDENGEN *All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. .MODEL SF20LC30 D + IS=85.678E-6 + N=3.1502 + RS=6.8466E-3 + IKF=1.0882 + CJO=309.32E-12 + M=.41724 + VJ=.53477 + ISR=0 + BV=300 + IBV=250.00E-9 + TT=11.542E-9 *$ 1.2 デバイスモデリングの種類について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. ビヘイビア・モデルの事例 ( 一般ダイオード : 逆回復特性 trj,trb を考慮したモデル ) 逆回復特性を考慮したダイオード・モデルはどんなデバイスに有効か？パワー・エレクトロニクス回路で採用されるダイオード ⇒ 特にスイッチング時間の影響度合いが強い用途 ⇒ メインのデバイスに影響を与えるダイオード IGBT の FWD POWER MOSFET のボディ・ダイオード 1.2 デバイスモデリングの種類について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. ビヘイビア・モデルの事例 ( 一般ダイオード : 逆回復特性 trj,trb を考慮したモデル ) パラメータ・モデル COMPONENTS: DIODE/ GENERAL PURPOSE RECTIFIER PART NUMBER: 1SR139-400 MANUFACTURER: ROHM *$ * PART NUMBER: 1SR139-400 * MANUFACTURER: ROHM * VRM=400,Io=1.0A=IFSM=40A * All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2004 .MODEL 1SR139-400 D + IS=11.797E-12 + N=1.3533 + RS=52.928E-3 + IKF=.20632 + ISR=0 + CJO=22.539E-12 + M=.36819 + VJ=.46505 + BV=400 + IBV=10.000E-6 + TT=7.6751E-6 .ENDS *$ *$ * PART NUMBER: 1SR139-400 * MANUFACTURER: ROHM * VRM=400,Io=1.0A=IFSM=40A * All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2004 .SUBCKT D1SR139-400 A K R_R2 5 6 3500 R_R1 3 4 1 C_C1 5 6 100p E_E1 5 K 3 4 1 S_S1 6 K 4 K _S1 RS_S1 4 K 1G .MODEL _S1 VSWITCH Roff=50MEG Ron=1m Voff=90mV Von=100mV G_G1 K A VALUE { V(3,4)-V(5,6) } D_D1 2 K D1SR139-400 D_D2 4 K D1SR139-400 F_F1 K 3 VF_F1 1 VF_F1 A 2 0V .MODEL D1SR139-400 D + IS=11.801E-12 + N=1.3533 + RS=52.928E-3 + IKF=.20632 + ISR=0 + CJO=22.539E-12 + M=.36819 + VJ=.46505 + BV=400 + IBV=10.000E-6 + TT=3.8551E-6 .ENDS *$ ビヘイビア・モデル = 等価回路モデル 1.2 デバイスモデリングの種類について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. ビヘイビア・モデルの事例 ( 一般ダイオード : 電流減少率 didt モデル ) このモデルは、デバイス自体の特性よりも外部回路による電流減少率を如何に表現するかがポイントとなる。電流減少率は、構成される回路定数で決定される為である。モデルの等価回路において、外部回路により決定される電流減少率を検出し、それをデバイス自体の振る舞いに反映させる機能を持たせなければならない。 1.2 デバイスモデリングの種類について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. デバイスモデリング教材 1.2 デバイスモデリングの種類についてダイオード・モデル編ダイオード・モデル + ノイズ・シミュレーション編逆回復特性 (trj+trb=trr) を考慮したダイオード・モデル編パワー MOSFET ・モデル編 (Ver.1.3) バイポーラ・ジャンクション・トランジスタ編デバイスモデリングの学習にご活用下さい。詳細は、株式会社ビー・テクノロジーの WEB サイトをご覧下さい。 http://www.bee-tech.com/

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. ① 回路が間違っていても回路解析結果を計算してしまう。　　⇒回路動作について理解していなければならない。 ② デフォルト ( 理想素子 ) のデバイス・モデル (SPICE モデル ) を採用すれば、　　理想の解析結果を計算してしまう。実際の解析結果とは波形が明らかに　　違う。　　⇒自分が取り扱うデバイスのデバイス・モデル (SPICE モデル ) を採用する　　　　必要がある。 ⇒ つまり、実際の回路を構成するデバイス ( または等価的な回路 ) を採用すれば、　　現実と整合性がとれた回路解析結果が得られる。回路解析シミュレーションの注意点 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 整流側ダイオードとフライホイル側ダイオードのモデルここでのポイントは、逆回復特性の表現です。通常のダイオード・モデルパラメータでは正確に逆回復特性を表現する事が出来ません。ここでは、プロフェッショナル・モデルを採用致します。 Simulation Measurement プロフェッショナルモデルとは、逆回復特性 (trj,trb) を忠実に再現した等価回路モデルです。 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. チョークコイルの考え方チョークコイルは等価的に考えます。本格的にシミュレーションする場合は、周波数を考慮した等価回路モデルが必要になります。ここでは、特に回路に影響する要因を考え、等価モデルを作成します。 C4 を追加する事で、回路による影響要因を加える事が出来ます。 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. コンデンサをどのように表現するかコンデンサの内部には ESR と ESL が存在します。回路動作に ESR 及び ESL が影響する場合は、回路図上に無くても、回路解析シミュレーションをする場合は、具体的な値を入れなくてはいけません。 ESR 値及び ESL 値をサプライヤー企業にお問合わせするか。プレシジョン・インピーダンス・アナライザで計測を行う必要があります。 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 配線長を考慮し、反映させる配線長の影響が回路動作に与える場合、配線長のインダクタンス値は回路図にはありませんが、配線長のインダクタンス成分を負荷しなければなりません。この回路の場合、特に影響度合いが強い箇所に配線長の値を入れております。 L5 のインダクタンスは配線長です。 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 回路解析シミュレーション収束問題について回路解析シミュレーションにおいて、収束問題に直面します。回避方法は、回路図を工夫するか。もしくは .OPTION で回避するかの 2 通りがあります。実際には .OPTION で回避します。 .OPTION で回避出来ない場合は、回路図上に問題があると考えた方がいいです。この回路解析シミュレーションの場合は、下記のように設定します。 .OPTION RELTOL=0.01 VNTOL=1m ABSTOL=1n GMIN=1E-10 ITL1=500 ITL2=200 ITL4=40 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 整流側ダイオードとフライホイル側ダイオードにおける突入電流が確認出来ます。 Trace I(X_U1.VF_F1)= 整流側ダイオードの電流 Trace I(X_U2.VF_F1)= フライホイール側ダイオードの電流整流側ダイオードとフライホイル側ダイオードにおける突入電流 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 整流側ダイオードとフライホイル側ダイオードにおける突入電流過渡解析における 0m(sec) から 8m(sec) の拡大図です。 Trace I(X_U1.VF_F1)= 整流側ダイオードの電流 Trace I(X_U2.VF_F1)= フライホイール側ダイオードの電流 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. フライホイル側ダイオードの損失シミュレーション損失の計算方法 Trace AVG(V(U2:A,U2:K)*I(X_U2.VF_F1)) で波形を表示させ、カーソル機能で数値を読み取ります。フライホイル側ダイオードの損失は、 15.259(W) でした。 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. ① 回路技術の理解が必要不可欠である。 ② 回路図には描かれていない要因も考慮する必要がある。 ③ シミュレーション技術 = デバイスモデリング技術に近い。シミュレーション技術を向上させる為には、どうすればいいか。 ⇒ 経験豊富なエンジニアと一緒になって、または、指導を受けながら、回路解析シミュレーションを行う。 1.3 シミュレーション技術について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2.1 デバイスモデルの整備について回路解析シミュレーションを行う場合には、 EDA ツールが先ず必要です。その次に、自分が回路設計を行う際に採用したいデバイスモデルを準備しなくてはなりません。つまり、材料表ベースでの部品 ( デバイス ) のデバイスモデルを入手する必要があります。回路解析シミュレーションの解析精度は、デバイスモデルの精度に起因する為、デバイスモデルを先ず、整備する必要があります。ここでの EDA ツールは、 PSpice を想定しております。

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 回路開発実験室と同じ環境をコンピュータ上に創る自分が良く採用するデバイスのデバイスモデル (SPICE MODEL) を最初から準備し、整備していく。 2.1 デバイスモデルの整備について【株式会社ビー・テクノロジーの調査結果】回路設計者が頻繁に取り扱うデバイスの平均は 19.5 個である。

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 整備するべきデバイスモデルデバイスモデルのデータだけではなく、そのデバイスモデルのバックグランドのデータが必要になる。採用するデバイスモデルがどの程度の解析精度なのかを事前に知る必要があります。実際のデバイスとどのくらいの整合性・再現性をもっているかを把握しなければなりません。デバイスモデルバックグランドのデータ＋ 2.1 デバイスモデルの整備について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. *$ *PART NUMBER: nju7007 *MANUFACTURER: NEW JAPAN RADIO *CMOS OPAMP *All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Corporation 2004 .SUBCKT nju7007 IN- IN+ VDD VSS OUT M1 2 IN- 3 VDD MbreakPD3 M2 2 IN+ 4 VDD MbreakPD2 M3 VDD 1 2 VDD MbreakPD M4 VDD 1 5 VDD MbreakPD ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（省略）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ .MODEL MbreakPD3 PMOS (LEVEL=3 L=6u W=0.0963 VTO=-1.5 + RS=10.0E-3 RD=10.00E-3 RDS=1.14800E6 TOX=2E-6 CGSO=4.000E-12 + CGDO=1.000E-12 CBD=0.400E-8 RG=5 RB=1.0000E-3 KP=1E-6) .ENDS nju7007 .SUBCKT DbreakZ A K D1 A K DF DZ A2 A DR VZ K A2 1 .MODEL DF D .MODEL DR D .ENDS DbreakZ *$ 2.1 デバイスモデルの整備について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 回路解析シミュレーションにおける全体時間の割合 ① デバイスモデルの整備 ( 1 ヶ月間 ) ② PSpice Capture CIS ⇒ 回路図作成で 10 分間 ③ PSpice による回路設計及び波形検証 ⇒ 設計とシミュレーション検証で 110 分間回路解析シミュレーションを活用しないで、試作を繰り返しながら、回路設計をした場合、 2 ヶ月間 ⇒ デバイスモデルが最初から整備されていれば、 2 時間で回路設計　　業務が終了する。 2.1 デバイスモデルの整備について

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. デバイスモデルの有効的な環境シミュレーションベースの部品選定 ⇒ 検証済みデバイスモデルをデータベースで持つ。 2.1 デバイスモデルの整備について人間可読から機械可読へ Shindengen/SF3L60U International Rectifier/HFA08TB60 Harris Semiconductor/RURD460 General Semiconductor/UF5406 Circuit Simulation

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 【株式会社ビー・テクノロジーの計画】 2.1 デバイスモデルの整備についてスパイス・パーク回路設計者を対象に、スパイス・パークの発売を計画しています。発売予定日は、 2005 年 10 月 5 日です。スパイス・パークとは、デバイスモデル ( スパイスモデル ) のデータベースです。詳細が決まり次第、告知していきます。スパイス・パークは株式会社ビー・テクノロジーの商標登録です。

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2.2 回路解析シミュレーションのテンプレート集を準備する回路解析シミュレーションを効果的に活用する方法 ① 解析したい回路に合ったデバイス・モデルを活用する。　　⇒目的に合ったデバイス・モデルを活用する。単純な解析なのか、温度を　　　　考慮しなければいけないのか、ノイズを解析したいのか。 ② テンプレート集を持つ大規模回路や、実績の無い回路の回路解析シミュレーションを行うと、必ずと言っていいほど、エラーが表示されてしまいます。また、エラーの原因を明確にする事は困難を極めます。 (1) 最初は小規模回路を作り実績を積む。 (2) 回路を構成する素子数 ( デバイス数 ) を増やしていく。 ⇒ 動作実績のあるサンプル回路をテンプレート集として、保有し、変更しながら　　目的の回路図に近づけて行くのが効果的な方法です。

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2.3 デザインキットについてゼロから回路解析シミュレーションを行うのは大変です。回路解析シミュレーションのテンプレート集としてご利用下さい。現在、ご提供しているデザインキットは 4 種類です。 Forward Coupling Converter(FCC 回路 ) Ringing Choke Converter(RCC 回路 ) 低損失リニアレギュレータ高精度リニアレギュレータ【内容】デバイスモデル ( スパイスモデル ) 回路図シンボルデバイスモデリング・レポート回路解析シミュレーションに必要な全てのファイル回路解析シミュレーションの解説書 ( 考え方 ) ご購入のその日から、回路解析シミュレーションを行う事が出来ます。デザインキットは、 PSpice で動作致します。

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2.3 デザインキットについて現在開発中のデザインキットの回路方式について (25 回路方式 ) 降圧チョッパ昇圧チョッパ昇降圧チョッパフォワードフライバックフルブリッジハーフブリッジプッシュプル CUK SEPIC ZETA 絶縁 CUK 電圧共振電流共振共振 E 級共振複共振アクティブクランプ位相シフト同期整流電流モード力率改善マルチフェーズ電流型三相フルブリッジインバータ 2005 年 6 月 15 日現在

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. この回路シミュレーションの場合、 PWM IC のデバイスモデリングがポイントとなります。如何にして PWM IC の機能を等価回路に盛り込むか。を検討していきます。等価回路の開発の際には、 IC の機能をモジュールに分割し、各モジュール毎にモデリングをしていきます。 COMPONENTS: Pulse Width Modulation IC (PWMIC) PART NUMBER: FA5311BP MANUFACTURER: Fuji Electronics 3.1 PWM IC を採用した電源回路のシミュレーション

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. PWM IC power supply circuit 24V 2A Simulation setting Analysis Analysis type: Time domain (Transient) Run to time: 100ms Maximum step size: 1us Options RELTOL: 0.01 VNTOL: 1.0m ABSTOL: 1.0n ITL1: 500 ITL2: 200 ITL4: 40 3.1 PWM IC を採用した電源回路のシミュレーション

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. DC モーターのデバイスモデル LOAD = 0.125A T = IK T T: torque K T : torque constant I: current Supply voltage 12Vdc 6.4msec rise time MOTOR NO LOAD : I = 0.125A 3.2 DC モーター制御回路のシミュレーション

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. DC モーターのデバイスモデル LOAD = 0.615A T = IK T T: torque K T : torque constant I: current Supply voltage 12Vdc 6.4msec rise time MOTOR WITH FAN LOAD : I = 0.615A 3.2 DC モーター制御回路のシミュレーション

All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 質疑応答お問合わせ先 ) [email_address] Bee Technologies Group 【本社】株式会社ビー・テクノロジー東京都港区芝大門二丁目 2 番 7 号設立日 :2002 年 9 月 10 日資本金 :5,530 万円【子会社】 Bee Technologies Corporation ( アメリカ ) Siam Bee Technologies Co.,Ltd. ( タイランド )

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