ANSYS Simplorer - パワーエレクトロニクス向け回路・システムシミュレータ

ANSYS Simplorer は自動車、航空宇宙、産業機器にて用いられる大規模パワーエレクトロニクスシステムに特化したマルチドメインシステムシミュレーション・ソフトウェアです。従来ではモータやアクチュエータの設計、ドライバ回路の設計、アナログ・デジタル制御設計等それぞれが分断されていた技術を、一つに統合することができるマルチテクノロジー・ソリューションを実現します。Simplorer は、複数のモデリングレベルを取り扱うことにより、シミュレーションの用途に応じて精度を使い分けることができ、大規模システムから回路まで広範囲に対応することが可能です。また、電気的な振る舞いだけでなく流体や構造、熱まで同時に解析することが可能です。

適用分野

  • パワーエレクトロニクス
  • パワートレイン
  • ハイブリッド電源システム
  • マルチドメインシステム

特徴

  • IGBT デバイス特性抽出ツール
    パワー半導体デバイスのAverage モデルを迅速に高精度に作成することが可能
  • パワー・モジュール特性抽出ツール
    製造元の仕様を直接データ入力することによるDC-DC コンバータモデル構築支援
  • オンライン・データベース
    モデル サプライヤーから供給される共通コンポーネント1,200 以上の SPICE モデルを含み、Maxwell Technologies 社からのウルトラキャパシタのモデル・ライブラリが含まれます
  • SPICE とPSPICE モデルテキストのダイレクトサポート
    他のシミュレーション・ソフトウェアへのコ－シミュレーション・ リンク
    Simulink®、ModelSim®、またQuestaSim® が含まれ、これによってFPGA やASICs を対象とした制御プログラムおよびデジタル・デザインを容易に組み込むことが可能
  • Verilog とのコ－シミュレーション・リンク
  • シミュレーション・パフォーマンスを最適化する新たなソルバ手法
  • SAE VHDL-AMS 統計分析パッケージの統合
    電気、電子、またメカトロニクス・コンポーネントおよびサブシステムのパラメータについての統計的変動の確認に最適
  • 分散解析機能
    パラメトリック解析をネットワーク・コンピュータの個々のマシンに分散処理をさせることができ、短期間で多くのデザインの可能性を模索することが可能となります。

機能

  • シミュレーション機能
    • 回路シミュレーション
    • ブロックダイアグラムシミュレーション
    • 状態遷移シミュレーション
  • シミュレーション種別
    • DC 計算、周波数応答、過渡応答
    • DC スイープ、周波数応答（ボード線図・ナイキスト線図）
    • コ－シミュレーション
  • モデル作成・インターフェイス機能
    • VHDL-AMS、C/C++ プログラム、SML による独自モデルの作成
    • SPICE モデル（3F5）のインポート
    • MATLAB/ Simulink、Mathcad、ADVISOR との連携
    • ANSYS Maxwell との直接過渡連成
    • 電磁界解析結果モデルのインポート
  • モデルライブラリ
    • 自動車、パワーブロック、詳細モータ、機械要素、油圧系、代替電源、スイッチング電源、センサ
  • ファイル入出力インターフェイス
    • ASCII、Access、Excel、CSV、Comtrade、SPICE、TEK オシロ、IEEE
  • システム評価機能
    • パラメータスイープ、モンテカルロ法、3D グラフィック、GA、 シンプレックス法、傾向分析、ワーストケース、感度解析
    • 周波数スイープ
  • ポスト処理
    • 2D/ 3D グラフ、ヒストグラム、テーブル、プローブ
    • 信号処理（FFT、Peak-to-Peak、RMS、リプル率など）
  • 付属ツール
    • スケマティックエディタ、データ解析ツール、モデル構築ツール、シンボルエディタ、VHDL-AMS ウィザード、IGBT パラメータ抽出ウィザード

モデリングテクニック

ANSYS Simplorer は標準的な4 つのモデリング技法をサポートしています。 エンジニアはマルチドメインシステムの設計において、それぞれの目的に沿って適切なモデル記述手法を利用することができます。

VHDL-AMS

IEEE 規格（1076.1）のモデリング言語、マルチドメイン、デジアナ混在シス テムの設計とモデル互換性をサポートします。

  • Block Diagrams
    線形・非線形・ハイブリッドシステム等を用いて理想化した動的システム、閉ループ制御系のシミュレーションを実現します。
  • Circuits
    安定・高速な回路シミュレータにてマルチレベル半導体モデルをサポートし ます。パワエレ、高速スイッチング回路の設計に対応します。
  • State Machines
    イベント駆動処理を実現します。PWM 信号や空間ベクトル制御などのデジタル信号処理の記述を容易にします。

統合

ANSYS Simplorer には、より現実的なシステム記述のために、さまざまな外部モデルへのインターフェースが用意されています。

  • FEA リンク
    有限要素法を用いた電磁界シミュレータ ANSYS Maxwell や、ANSYS RMxprt、ANSYS PExprt、ANSYS Q3D Extractor、ANSYS HFSS、ANSYS SIwave にて計算された電気機器、変圧器、モータ、バスバーなどの機器特性を容易に取り込むことができます。また、ANSYS Mechanical、ANSYS Icepak 等の構造や熱、流体ソフトウェアにて計算されたモデルを取り込み、回路、磁場、構造、熱を同時に解析することができます。
  • SPICE リンク
    Simplorer は、SPICE 3f5 互換素子が利用可能です。
  • コ―シミュレーション
    MATLAB®/ Simulink®、MathCAD®、C/C++ で作成したプログラムなどとリンクし、連動したシミュレーションが可能です。

デバイス特性ツール

ANSYS Simplorer は、IGBT モデル生成およびDC/ DC 変換器モデル合成等、強力なデバイス＆システムコンポーネント特性記述ツールをサポートします。このツールにより、IGBT、DC/ DC 変換器のビヘイビア、アベレージ、ダイナミックモデルを作成することが可能です。

適用事例

ANSYS Simplorer は、IGBT モデル生成およびDC/ DC 変換器モデル合成等、強力なデバイス＆システムコンポーネント特性記述ツールをサポートします。このツールにより、IGBT、DC/ DC 変換器のビヘイビア、アベレージ、ダイナミックモデルを作成することが可能です。