2010年10月31日

リチウムイオン電池の放電特性シミュレーション



PSpiceによるリチウムイオン電池の放電特性シミュレーションです。
放電条件を変え、3つのカーブを描いております。可変する放電条件に
追随するモデルです。この記事では、放電特性のシミュレーションを
ご紹介しておりますが、このモデルは、充放電特性モデルです。

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2010年10月31日

リチウムイオン電池の充電シミュレーション(0.2C)



PSpiceによるリチウムイオン電池の充電シミュレーション(0.2C)
充電条件は、評価回路上でRateを変更することで、変更出来ます。

LTspice同様、TSCALE機能、SOC機能はあります。

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2010年10月28日

ダイオードのシンボルの作成方法





オペレーションは、Youtubeの動画をご参照下さい。ダイオードのシンボル
は、PSpice Model Editorで作成できます。しかし、この機能で作成でき
ろモデルは、

.model

で記載されたダイオードモデルです。

シンボルが作成されると上記のようなメッセージがでます。メッセージの
最後の行にて、0を確認します。

簡単にシンボルが作成できます。

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2010年10月28日

[Diode]パラメータモデルの抽出 最終仕上げ





DF10L60の最終的な仕上げです。PSpice Model Editorでは、3つの特性
について抽出しました。

順方向特性
接合容量特性
逆回復特性

です。後は、画面の下のエリアにて値を直接、入力します。

BV,IBVのパラメータは降伏点を表現しております。

新電元工業株式会社のDF10L60のデータシートを参照すると、耐圧は、

BV=VRM(せん頭逆電圧)
IBV=IR(逆電流)

の値を入力します。

BV=600
IBV=10u

です。

経験則として、ISR=0とします。

これらの3つの値を直接入力することで、デバイスモデリングは、完成に
なります。

最終的な成果は、

.MODEL DF10L60 D
+ IS=721.93E-6
+ N=4.6215
+ RS=17.488E-3
+ IKF=1.2303
+ CJO=256.53E-12
+ M=.46498
+ VJ=.7537
+ BV=600
+ IBV=10.000E-6
+ TT=123.32E-9

になります。上記が、ダイオードのスタンダードモデルになります。
モデリングが終了したら、評価シミュレーションを行い、解析精度
を確認します。

それらの評価方法は、Bee Style:にてご紹介しております。

Model Editorでは、何もしなければ、デフォルトの設定にて、入力
データも保持する事が出来ます。

*BeginSpec
*IF: (.625,.1) (.7,.2) (.8,.5) (.9,1) (1.0450,2) (1.3100,5)
* (1.6000,10) (1.9200,20) (2.6400,50)
*JC: (.5,200.00E-12) (1,180.00E-12) (2,135.00E-12)
* (5,100.00E-12) (10,75.000E-12) (20,55.000E-12)
* (50,37.500E-12) (100,25.500E-12)
*RL:
*RB: Vz=0 Iz=0 Zz=0
*RR: Trr=50.000E-9 Ifwd=.5 Irev=1 Rl=50
*EndSpec

*BeginTrace
*IF: 1,0,.4,2.6400,1,3,0,0,-1 (27)
*JC: 0,1,.1,100,1,3,0,0,-1 (27)
*RL: 0,0,1,100,1,3,0,0,-1 (27)
*RB: 0,1,100.00E-6,1,1,3,0,0,-1 (27)
*RR: 0,0,-5.0000E-9,20.000E-9,1,3,0,0,-1 (27)
*EndTrace

*BeginParam
*IS=721.93E-6 (10.000E-21,.1,1)
*N=4.6215 (.2,5,1)
*RS=17.488E-3 (1.0000E-6,100,1)
*IKF=1.2303 (0,1.0000E3,1)
*XTI=3 (-100,100,0)
*EG=1.1100 (.1,5.5100,0)
*CJO=256.53E-12 (10.000E-21,1.0000E-3,1)
*M=.46498 (.1,10,1)
*VJ=.7537 (.3905,10,1)
*FC=.5 (1.0000E-3,10,0)
*ISR=0 (10.000E-21,.1,1)
*NR=2 (.5,5,0)
*BV=600 (.1,1.0000E6,1)
*IBV=10.000E-6 (1.0000E-9,10,1)
*TT=123.32E-9 (100.00E-18,1.0000E-3,1)
*EndParam

*DEVICE=DF10L60,D

* DF10L60 D model
* updated using Model Editor release 16.0.0
* on 10/28/10 at 21:51
* The Model Editor is a PSpice product.
.MODEL DF10L60 D
+ IS=721.93E-6
+ N=4.6215
+ RS=17.488E-3
+ IKF=1.2303
+ CJO=256.53E-12
+ M=.46498
+ VJ=.7537
+ BV=600
+ IBV=10.000E-6
+ TT=123.32E-9


*はコメント文で使用します。

PSpice Model Editorは、フリーの評価版にてダイオードだけ、機能
します。是非、ご体験下さい。

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2010年10月28日

[Diode]パラメータモデルの抽出 逆回復特性(Trr)





逆回復特性の抽出画面である「Reverse Recovery」を選択します。そうすると、
trrの値と測定条件を入力します。

IF
IR
RL

上記の測定条件からIFIR法である事が分かります。

つまり、IFIR法しか対応していないと言う事です。この抽出により、モデル・
パラメータTTが算出されます。

ダイオードの測定条件を見ると、パワーエレクトロニクスの場合、ほとんどが、
電流減少率法です。

その場合は、電流減少率に対応したスパイスモデル(等価回路モデル)を採用
する事になります。

IF=IR

の法が正しい抽出が出来ます。

今回の場合、データシートの値を採用します。

trr=50nsec

IF=0.5A

IR=1A

RL=50

です。PSpice Model Editorは現在のバージョン(R16.3)では、RLの値は、
考慮されていません。50オームでも100オームでも同じです。

オペレーションの流れは、Youtubeの動画をご参照下さい。

TTの値は決まり次第、FIXさせます。

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2010年10月28日

ダイオード 接合容量特性のモデルパラメータ抽出方法





次にPSpice Model Editorを使用した接合容量特性の抽出です。
接合容量特性により、モデルパラメータは、

CJO
M
VJ

の3つのモデルパラメータが抽出されます。

オペレーションは、Junction Capacitanceのページにて、
(VR,CJ)のテーブルデータを入力します。ダイオードの耐圧
にもよりますが、目安として、VR=100Vまでの測定データで
十分に精度の良いパラメータを取得出来ます。

測定の場合、CV測定機器を使用します。VRが100Vまでとなると、
外部電源を必要とします。あるいは、メーカーが提供している
データシートの特性図からプロットを読みとっても構いません。

プロット点をModel Editorに入力し、EXTRACTボタンを押すと、
抽出してくれます。

抽出を確認し、CJO,M,VJのモデルパラメータのFIXボタンを押し、
抽出完了です。

オペレーションの流れについては、Youtubeの動画にて確認して
下さい。

この段階で、

.MODEL DF10L60 D
+ IS=721.93E-6
+ N=4.6215
+ RS=17.488E-3
+ IKF=1.2303
+ CJO=256.53E-12
+ M=.46498
+ VJ=.7537

上記のパラメータ(PSpice Model Editor)が得られています。

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2010年10月27日

[Diode]パラメータモデルの抽出 順方向特性






ダイオードのスタンダードモデル(パラメータモデル)のデバイスモデリング
は、PSpice Model Ediorを使用すればモデリング出来ます。このPSpice
Model Ediorは、PSpiceのアクセサリーの中にある抽出ツールです。

PSpiceの評価版でもダイオードの抽出ツールのみを無償で使用出来ます。
この機会に使用方法を習得しましょう。

ダイオードの抽出項目は大きく分類すると、

順方向特性
接合容量特性
逆回復特性

の3つになります。

最初にモデリングするのは順方向特性です。自分がモデリングしたい
ダイオードの順方向特性の表を作成します。(Vf,If)です。

データシートから読み取っても、カーブトレーサーで測定しても構いません。
点を取る場合、対数の場合、1,2,5,10,20,50,・・・・で点と取ることで、
満遍なく反映できます。

表を作成したら、抽出の表にそのデータを入力し、EXTRACTボタンを押せば、
自動でパラメータ値を計算し、出力します。

順方向特性で得られるモデルパラメータは、

IS
N
RS
IKF

になります。

オペレーションについては、YouTubeの動画をご参照下さい。

現時点では下記のようになります。

.MODEL DF10L60 D
+ IS=721.93E-6
+ N=4.6215
+ RS=17.488E-3
+ IKF=1.2303


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2010年10月27日

DCモータのスパイスモデルのモデリングに必要な項目



DCモータのモデリングに必要な項目は、上記のスペックと実物になります。
実物では周波数特性を測定し、DCモータの等価回路に組み込みます。

モータのスパイスモデル及等価回路につきましては、デバイスモデリング
教材、モータ編をご活用下さい。こちらからご参照できます。

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2010年10月26日

無償セミナー パワーMOSFETとトランジスタ編

回路解析シミュレータ(PSpice,LTspice等)の導入すると自分が使用する
デバイスのスパイス・モデルを準備しなければなりません。最近は、半導体
メーカーからも供給され、スパイスモデルが流通されています。

ビー・テクノロジーもスパイス・パークを通じて、スパイスモデルのご提供
を行っております。

「回路解析シミュレーションの解析精度」=「スパイスモデルの解析精度」

ですので、各デバイスのスパイスモデルの基礎は実務上、把握しておいた
方が役立ちます。

今回は第二弾として、「パワーMOSFET・モデルとトランジスタモデル」に
ついての解説を行います。セミナーは座学形式(デバイスモデリングセミナー
ではありません)です。

是非、スパイスモデルのご理解に、この機会をご活用下さい。

プログラム:

1.パワーMOSFETのスパイスモデル
1.1 スタンダードモデル(パラメータモデル)
1.2 プロフェッショナルモデル(ミラー容量を考慮した等価回路モデル)

2.トランジスタのスパイスモデル
2.1 Gunmmel-Poonモデル(パラメータモデル)
2.2 パワー・トランジスタモデル
2.3 ダーリントントランジスタモデル
2.4 デジタルトランジスタモデル(BRTモデル)

開催日:2010年12月3日(金曜日)13:30-15:30
場所:IAIJ会議室 
住所:〒105-0012 
東京都港区芝大門二丁目2番7号 
7セントラルビル4階 (地図) 
電話:03-5401-3851
定員:6名
受講料:無料
お申し込み先(メールアドレス):info@bee-tech.com 

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2010年10月18日

満席:「LTspiceを使いこなそう」

2010年11月5日(金曜日)開催の「LTspiceを使いこなそう」は満席
なりました。ご応募、ありがとうございました。2010年内は12月に
スパイスモデル解説:パワーMOSFET編(無償セミナー)を計画しており
ます。

「LTspiceを使いこなそう」のプログラムをご参考までに下記に掲載
致します。

2010年11月5日に「LTspiceを使いこなそう」のセミナーを開催致し
ます。LTspiceを使用しながら体験型学習をしていきます。LTspice
の基本操作、応用操作も含め、太陽電池シミュレーションをケース・
スタディとし、少人数で学習していきます。事例は太陽電池ですが、
LTspiceの色々な機能をフル活用する事が主たる目的です。

LTspiceを始めて使う方もご参加下さい。この機会にLTspiceの
使い方も含めモデルの取り扱い方など、習得してみては如何でしょ
うか。特に、下記の方にお奨めです。

(a)太陽電池シミュレーションに関心のある方
(b)LTspiceを体験してみたい方
(c)LTspiceにて任意パラメータを組み込みたい方
(d)LTspiceにて外部ファイルとの連携をさせたい方

プログラム:

1.太陽電池シミュレーション出力特性  
2.SOLパラメータの組み込み任意のパラメータの活用方法
3.外部ファイルとの連携方法
 日射量のデータとLTspiceを連携させ、シミュレーションを行う。
4.タイムスケール機能をモデルに取り込む
  計算時間の短縮のさせかた
5.質疑応答
  今回のプログラムの内容及びデバイスモデリング、
  シミュレーション全般について

開催日:2010年11月5日(金曜日)13:30-15:30
場所:IAIJ会議室 
住所:〒105-0012 
東京都港区芝大門二丁目2番7号 
7セントラルビル4F 
電話:03-5401-3851
持参:ノートPCにLTspiceをセットアップしてきて下さい。

受講料:5,250円(消費税込み)
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