回路にグランドがないとどうなる?

回路上にグランド(基準電位)がないとどうなるのでしょうか?

PSIMでは回路上にグランドを置いていなくてもシミュレーションを行うことはできます。
ですが、操作についてお伝えする時、「必ず回路上に1つはグランドを置くようにしてください」とお伝えしています。
これはなぜでしょうか?

グランドがないとどんな影響があるのかをご説明します。

サンプルとしてシンプルなLR回路を見てみます。
グランドを設置しない回路と設置した回路の、抵抗にかかる電圧を
比べてしてみたいと思います。

回路としてはこんな感じでしょうか?

この波形を見てみます。

赤い波形が上のグランドを設置していない回路、
青い波形が下のグランドを設置した回路の波形です。

グランドを設置していない回路の電圧は正しく出ていないように見えます。

これについては一概にグランドを設置していないことによる影響だけとは言えず、
1端子のプローブを使用していることも1つの原因です。

1端子のプローブは基準電位とプローブが接続されている点との電位差を
出力するプローブなので、基準電位がない回路に使用すると
どこを見ているのかわからない状態になります。

2端子の電圧プローブを使用すると、接続している2点間の電位差を見ますので
基準電位を置いた1端子のプローブを接続している回路の結果と
同じ結果を確認することができます。

しかし、1端子のプローブは接続が簡単なので使用する方も多いと思いますし、
基準電位を設置していれば1端子でも2端子でも結果は変わらないので
習慣として設置するようにしたほうが良いと思います。

また、グランドがないと回路の解析結果が安定しないこともあります。
シミュレーションするたびに結果が変わっているように見えたり、
本来同じ結果になる2つの回路の結果が違って見える場合もあります。

回路の挙動がどうもおかしい…と思ったときには
是非一度グランドがちゃんと接続されているかどうかをご確認ください。

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, モデリング | コメントする

MOSFETやダイオードに流れる微小電流

ダイオードやMOSFETをご利用の際、使用条件によって
「意図していない微小電流が流れている」とご相談頂くことがあります。

今回はこの現象についてご説明します。

ダイオードやMOSFETなどのスイッチングデバイスの理想の動作としては
ON時は抵抗0、OFF時は抵抗無限大です。

ですが、現実的に抵抗無限大に設定することはできないため、
PSIMでは「オフ抵抗」として10MΩの抵抗が並列に接続されています。

簡単なダイオードを使用した回路を見てみます。

この回路の場合、抵抗に流れる電流は下記のような波形になります。

ですが、負荷抵抗を大きくした場合(今回は1MΩ)は回路と波形は下記のようになります。

ダイオードがオフの時に少し電流が流れている様に見えます。
この時、実際の回路はダイオードの所に抵抗が入っているので、
こんな感じになっています。

本来は負荷抵抗に対してオフ抵抗のほうが十分大きいことを想定し、
オフ時はオン時に比べて電流がほとんど流れない状況になります。
しかし、この状態では負荷抵抗とオフ抵抗の抵抗差が少ないため
オフ時も電流が流れているように見えてしまいます。

オフ抵抗を大きくしたい場合、下記のようにダイオードに対して
並列に抵抗を接続し、オフ抵抗として使用したい抵抗の値を入力しておくと
自動的にオフ抵抗として認識します。

上記回路を実行してみると下記のように理想通りの波形になっていることがわかります。

ただし、これはダイオードの両端に何も他の素子を繋がないで
抵抗を並列に繋ぐ必要があります。
下記のように他の素子を繋いでしまうと「オフ抵抗としては10MΩ、
その外側に更に1GΩの抵抗が接続されている回路」として認識してしまいますのでご注意ください。

以上です!ご理解いただけたでしょうか?
回路のインピーダンスが大きいときなどはぜひご活用ください。

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, モデリング | コメントする

スコープで電流や端子間電圧を見る方法

PSIMCafeでも何度かご紹介しているフリーランモードですが、
フリーランモードで使用するスコープはそのままだと
接続点とグランドとの間の電位を見ることになります。

今回はフリーランモードで電流や端子間電圧を見る方法をご紹介します。

■電流を見る方法について

電流を見る方法は2つあります。

1つ目は電流スコープを使用して電流を観測します。
詳細な設定方法は下記にご紹介していますので、
既に読んでいただいた方もいるかもしれません。

▼素子に流れる電流をプローブをつけずに見る方法
https://www.myway.co.jp/psimcafe/?p=1343

しかし、電流スコープは素子に付属している機能なので
素子によっては機能がなく、使用することができません。

また、並列の回路などでは見たいところに素子がない場合も
あるかもしれません。

そんな時の2つ目の方法は電流センサで電圧信号として取り出して
スコープに入れる方法です。

複数箇所の電流を同じスコープ上で確認したい場合も
電流センサで取り出した信号を「4チャンネルスコープ」など
複数の信号が入るスコープに入れると同じ画面上で確認することができます。

■端子間電圧を見る方法について

直列に接続されている素子の端子間電圧を見たい場合には
電圧センサを使用します。

電圧を確認したい素子の両端に電圧センサを接続し、
スコープに入れると電流と同様にスコープで確認できるようになります。

フリーランモードはPSIMの機能の中でも大変好評な機能ですので、ぜひご活用ください!

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, 機能紹介 | コメントする

【平地研究室技術メモ】変圧器の極性について No.20131014

舞鶴高専の平地先生が公開している「平地研究室技術メモ」を
PSIMで回路を作って実行してみました。
(平地先生には許可をいただいて製作しています。)

作った回路はDLできるようにしていますのでぜひご活用ください。

※PSIMの回路についての動作保障は致しかねますのでご了承ください。

今回はNo.20131014 変圧器の極性についてです。
平地研究室技術メモ「変圧器の極性について」を元に回路を作りました。

PSIMの変圧器には1次側2次側が同じ極性を持つものと
逆の極性を持つものの2種類があります。

同じ極性を持つ変圧器

異なる極性をもつ変圧器

同じ電圧を印加して、同じ抵抗を負荷として追加し
同じ向きで電圧を観測すると下記のように結果が異なります。

また、同じ極性を持つ変圧器でも、回路の違いとして
巻数比だけを変える「理想変圧器」と漏れ磁束(漏れインダクタンス)や
巻線抵抗の値を入力できる「単相変圧器」の2種類があります。

回路の中に入るパラメータが違うので、
何を考慮する必要があるシミュレーションなのか?を考えて
素子を選ぶようにすると、パラメータを調整する余計な苦労をしなくて済みます。

理想変圧器のパラメータウィンドウ

単相変圧器のパラメータウィンドウ

2巻線の理想変圧器と単相変圧器は見た目が同じなので
間違えないようにご注意ください。

理想変圧器の極性については
素子を使わなくても二次巻線数をマイナスにすると
逆極の変圧器を使ったときと同じ特性を出すことができます。

回路は以下からダウンロードできますので、ぜひ色々動かしてみてください。

※Ver.10.0.6以上のデモ版で動作が可能です。

この記事の回路ファイルのダウンロードはこちらから

回路ファイルダウンロード

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: パワエレ入門, 回路ファイル一覧, 平地研究室技術メモ | コメントする

【平地研究室技術メモ】昇圧チョッパ型高力率コンバータ No.20080214

舞鶴高専の平地先生が公開している「平地研究室技術メモ」を
PSIMで回路を作って実行してみました。
(平地先生には許可をいただいて製作しています。)

作った回路はDLできるようにしていますのでぜひご活用ください。

※PSIMの回路についての動作保障は致しかねますのでご了承ください。

今回はNo.20080214 昇圧チョッパはなぜ「昇圧」できるのか?です。
平地研究室技術メモ「昇圧チョッパはなぜ「昇圧」できるのか?」を元に回路を作りました。

まずは昇圧チョッパのリアクトル電流の振る舞いについてです。

回路は以下のようになります。

インダクタの初期電流は100Aですので、
インダクタのパラメータに初期電流を設定します。

インダクタの初期電流を設定する際の注意点として、
スイッチングデバイスの初期状態が0(オフ)だと
シミュレーション実行時にエラーが出てしまうので、
初期状態を1(オン)にします。

この回路の左側の電源の出力電圧値を変えて波形を見てみます。

出力電圧100Vの場合

出力電圧80Vの場合

出力電圧120Vの場合

次に実際の昇圧チョッパでの動作です。
技術メモではSCATでのシミュレーション結果が載っていますが、
同じ回路をPSIMで作成しました。

Voutの初期値が80Vということなので、
コンデンサの初期電圧を80Vに設定しています。

シミュレーションを実行してみましたが、
動作周期20usecで動作させるにはシミュレーションのタイムステップを
細かくする必要があり、
なおかつ波形が安定するまでの長い時間シミュレーションを行うと
PSIMのデモ版のデータポイントの制限(6000ポイント)を超えてしまいました。

製品版にてシミュレーションを行うと下記のような波形を出すことができました。

Voutの初期値80Vの波形

Voutの初期値0Vの波形

回路は以下からダウンロードできますので、ぜひ色々動かしてみてください。

この記事の回路ファイルのダウンロードはこちらから

回路ファイルダウンロード

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: パワエレ入門, 回路ファイル一覧, 平地研究室技術メモ | 2件のコメント

波形や回路図の色を変える

PSIMの回路図や波形はデフォルトでは赤や緑、青などを
使って描かれ、背景の色は白になっています。

回路図に関しては素子は青、パワー回路部の配線は赤、制御回路部の配線は緑、
機械系の配線は茶と色がついていますが、
色が見えづらかったり、資料に載せる際に変えたいときなど
色を変えたいという時の設定方法をご紹介します。

■回路図の素子の色、配線の色を変える方法(デフォルトの設定)■

1.メニューバーの「オプション(Option)」→「設定(Settings…)」を
 クリックして「オプション」のウィンドウを開きます。

2.「オプション」ウィンドウの「カラー」タブをクリックします。

デフォルトの素子の色、ワイヤの色を個別に設定することができます。
素子だけでなく、サブ回路やテキスト、ノードの色など
様々な部分ごとに色を変更できます。

■特定の素子の色だけを変更したい場合

デフォルトの色はそのままで回路図上にある特定の素子だけの色を変えるには
素子のパラメータウィンドウを開き「カラー」のタブを
クリックして色を変更します。

■波形の色を変える(デフォルトの設定) ※本設定は10.0.5から追加されました。

1.SimViewを起動し、メニューバーの「オプション(Option)」を
 クリックして「オプション」のウィンドウを開きます。

2.「デフォルト曲線設定」で8本分の波形の色、太さ、
 データポイントの表示の有無などのデフォルトを変更します。

※デフォルトの表示設定ですので、すでにSimViewで開いている波形は
設定を変更後に再度SimViewを開くと設定が反映されます。

10.0.4以前のバージョンではデフォルトの波形の設定を変えるのに
少し手間がかかりましたが、10.0.5からは簡単に変えられるようになりました。

■波形の背景や文字色を変える(デフォルトの設定)

1.シミュレーションを実行します。

2.波形を選択するプロパティウィンドウの「スクリーン」タブで文字色や背景色を設定します。

3.SimViewのメニューの「設定」→「お気に入りに追加」をクリックして
 保存したい情報にチェックを入れて名前をつけ「OK」をクリックします。

4.SimViewのメニューの「設定」→「お気に入りを管理」をクリックして
 管理画面を開きます。

5.新しいウィンドウのカラー/サイズ/フォントのデフォルトで、3.で保存した設定を選んで「閉じる」をクリックします。

ぜひ色々な設定をカスタマイズして使いやすくしてご利用ください!

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, 機能紹介 | コメントする

時間ごとに変化するデータを使ってシミュレーションを行う

PSIMを使っている上で知っていると便利な機能をご紹介します!

シミュレーション内で時間に応じて電圧が変化する素子を使いたい
と思ったことはありませんか?

実装方法は1通りではないので、いろんな方法があると思いますが
「ルックアップテーブル」と「時間」という素子を使った
1つの方法をご紹介します。

【ルックアップテーブルとは?】

入力と出力を表形式で設定し、端子に入力した値に応じて
出力する値が変わる素子です。
素子に直接入力するタイプの他、外部ファイルを読み込むタイプなど
複数の種類があります。

ライブラリブラウザで「ルックアップテーブル(Lookup Table)」と入力するか、
メニューの「その他(Other)」→「その他関数ブロック(Function Blocks)」の下にあります。

【時間とは?】

現在のシミュレーション時間をそのまま電圧の値として
出力する素子です。

ライブラリブラウザで「時間(Time)」と入力するか、
メニューの「電源(Sources)」のカテゴリの直下にあります。

■こんな時にご活用いただけます■

・実際に測定したデータをベースにシミュレーションを行いたい

・任意に変化する電圧源をシミュレーション内で使いたい

■使用方法■

※ファイルを読み込まない場合※

1. 回路を作成し、「ルックアップテーブル」を置きます。

2. ルックアップテーブルのパラメータウィンドウを開き、
  Input(時間)とOutputの値を入力します。

3.「名付け保存」をクリックして入力したデータを保存します。

4. ルックアップテーブルの入力に「時計」を接続します。

※ファイルを読み込む場合※

1. 1列目に時間、2列目にPSIM内で使用したいデータを
 入力したファイル(csvもしくはタブ区切りのテキスト)を用意します。

 ※1行目に項目名などは入れず、数値のみのデータを使ってください。

2. 回路を作成し「ルックアップテーブル」を置きます。

3. 「ファイルを開き」のボタンをクリックし、
 1で作成したファイルを読み込みます。

 ※csvやtxtのデータを読み出す場合は「ファイル名」の横の
  ファイル形式で「All Files(*.*)」を選択すると
  csvやtxtの拡張子のファイルも表示されます。

4. 読み出されたデータが正しいことを確認します。

5.ルックアップテーブルの入力に「時計」を接続します。

以上です。

結果を出力して確認すると下図のようになります。

ちゃんと入力した時間軸通りに電圧が出ていることがわかります。

電圧源として使用するには「電圧制御電圧源(Voltage-controlled voltage source)」を使用すると便利です。

電圧制御電圧源は、信号で入力された電圧通りに電圧を制御する
電圧源ですので、主回路の中に入れる事ができます。

電圧源の他にも「電圧制御電流源」もありますので、
電流源として使用したい場合はこちらをご利用ください。

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, モデリング | コメントする

【平地研究室技術メモ】磁気結合を有するインターリーブ方式昇圧チョッパの動作の概要  No.20140920 その2

舞鶴高専の平地先生が公開している「平地研究室技術メモ」を
PSIMで回路を作って実行してみました。
(平地先生には許可をいただいて製作しています。)

作った回路はDLできるようにしていますのでぜひご活用ください。

※PSIMの回路についての動作保障は致しかねますのでご了承ください。

今回はNo.20140920 磁気結合を有するインターリーブ方式昇圧チョッパの動作の概要です。
平地研究室技術メモ「磁気結合を有するインターリーブ方式昇圧チョッパの動作の概要
を元に回路を作りました。

前回の記事ではインターリーブ方式の昇圧チョッパ回路に関して
書きましたので、磁気結合を有するインターリーブ方式昇圧チョッパについてです。

回路はこのようになります。

PSIMには変圧器の種類がたくさんありますが、
今回は理想変圧器の極性が反転している素子を使用します。

技術メモでは各動作モードの電圧、電流計算式を求め
Excelと実機での測定結果を比較していますが、
この記事では実測の結果と回路の波形です。

α=0.2のとき

α=0.3のとき

α=0.4のとき

α=0.5のとき


α=0.6

α=0.7

α=0.8

この記事でご紹介した回路は以下からダウンロードできますので、
ぜひ色々動かしてみてください。

zipには回路ファイルとともに波形表示条件ファイル(.ini)を保存しています。
回路と同じ場所において実行してすると自動的に技術メモと同じ順番に波形が並びます。

※Ver.10.0.6以上のデモ版で動作が可能です。

この記事の回路ファイルのダウンロードはこちらから

回路ファイルダウンロード

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: DC/DCコンバータ, 回路ファイル一覧, 平地研究室技術メモ | 2件のコメント

回路上のフォントサイズを一括で変更する

PSIMを使っている上で知っていると便利な機能をご紹介します!

以前、PSIMの回路上のテキストのデフォルトのフォントを変える
方法をご紹介しましたが、(詳細はこちら)
この設定では過去作った回路など、すでに表示されている
テキストのサイズは変更することができません。

もうできあがっている回路のフォントを一括する方法も
ありますので、ご紹介します。

■こんな時にご活用いただけます■

・回路図のテキストのフォントサイズを変更したい

・過去に作ったファイルのテキストを変更したい

■設定方法

1. PSIMを起動します。

※値や素子名など素子に関係するテキストを変更する場合※

2. メニューの「編集(Option)」→「すべての素子文字フォントを変更」を
 クリックします。

※回路上に残したコメントなどのテキストを変更する場合※

2. メニューの「編集(Option)」→「すべてのテキストフォントを変更」を
 クリックします。

3. 設定したいフォント、サイズを選びます。

以上です。

【フォントサイズ変更前】

【フォントサイズ変更後】

変更前と変更語では回路上の文字が大きくなったことがわかります。

素子に関するテキストは素子パラメータウィンドウで「表示(Display)」に
チェックを入れ、テキストを表示する設定をしてある場合にのみ有効ですので、
ご注意ください。

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, 機能紹介 | コメントする

シミュレーション結果のキャプチャを取る

回路のキャプチャ方法についてこちらでご紹介しましたが、
同様に波形を取る方法についてもご紹介します。

波形については太さやデータ点の有無など見た目を色々変えてから
キャプチャを取ることができます。

シミュレーションの結果として論文や発表資料などにご利用頂くだけでなく、
電気系っぽさが出しやすいということもあり
三相交流の波形やインバータのパルス波形をPSIMで出力し、
イメージ画像として使われているのを見かけることもあります。

■こんな時にご活用いただけます■

・PSIMの結果を論文や発表資料に載せたい

・イメージ図として波形データを使いたい

■操作方法■

1. PSIMでシミュレーションを実行し、SimViewを起動します。

2. 波形の見た目を変更したい場合は波形をダブルクリックし、
 プロパティウィンドウの「曲線」タブで設定を変えます。

3. メニューの「編集」→「クリップボードにコピー」を選択し、
 「メタファイル・フォーマット」または「ビットマップ」を選択します。

※波形の上で右クリックして「クリップボードにコピー」を選択しても
 キャプチャすることができます。
 この場合は「ビットマップ」でキャプチャされます。

以上です。

下記の波形は波形の太さを赤:4、青:2、緑:1と変えた場合の波形です。

波形をキャプチャする場合はウィンドウに表示されている波形全てが
キャプチャされますので、必要な波形のみ表示させてから
キャプチャしてください。

資料作りに欠かせない操作なので、ぜひご活用ください!

■PSIM体験版のご紹介■
無料でご利用いただけるデモ版をお気軽にお試しください。
https://www.myway.co.jp/products/psim/download/promotion.html

■メルマガのご紹介■
PSIMを使う上で知っていると便利な情報やセミナー情報をお届けします。
購読は≪無料≫ですのでお気軽にご登録ください。
https://www.myway.co.jp/inquiry/mail_magazine.html

 
カテゴリー: PSIMヒント, 機能紹介 | コメントする