電源回路設計のモデル活用による効率化

電子機器開発に不可欠な電源設計は、SPICEシミュレーション活用による効率化が求められている領域ですが、肝心のモデルが入手しずらい状況にあります。モーデックからモデルを入手することで、設計の効率化を図ることできます。

電源回路設計の課題

• 机上計算通りに動かず、試作回数が増える。
• 流用設計で、EOL部品を代替え品に変えたら、動作が変わってしまった。
• 部品選定で、メーカー、価格で特性がどうかわるのかわからない。

課題の詳細

1. 1. 265V印加可能かどうか、確認する必要がある

WorldWideで利用可能なAC-DCとして85V～265Vで動作するか検証したい

1. 1. L,C,Rの値は？ 2次側なので、平滑回路としてだけ考えればよい？

リップルとノイズも確認する必要がある。

1. 1. 制御ICはどの製品？

Low Sideなのか、High Sideなのか。クロック周波数,電圧制御・電流制御の選択をしないといけない。

1. 1. フォトカプラのCTRは？

駆動能力は、どれだけい必要か確認し、VCEsatと電流の検討をする必要がある。

1. 1. ESRは大きくてもよい？

純粋な静電容量だけでは検証したが、安い部品でESRが大きくてもよいか、確認が必要 →実機でパーツを入れ替える手間を最小限にし、シミュレーションで検証し、 最適な回路構成、部品選定が可能になります。

シミュレーション活用の課題と解決案

１．シミュレーションモデルが提供されていない

資材部の部品メーカー一覧から部品を選定したが、
・シミュレーションモデルが見つからない
・モデルはあったが、所有シミュレータに対応していない

（解決）Model On!では、メーカーが供給していないモデルをモーデックが開発してライブラリとして用意。 ライブラリにないものは、新規開発リクエストで入手可能。

２．複数メーカーの部品で試したいが、シミュレーションモデルを探すのが大変

• A社の部品とB社の部品の特性を比較したい。
• メーカー毎にモデルをホームページから探して集めるのが面倒。

（解決）モーデックは、各部品メーカーとの協調でモデルを1か所に集約。シミュレーションモデルのポータルサイトとして、 複数メーカーモデルを同一手段で一括ダウンロード可能

３．入手したシミュレーションモデルの特性が、データシート通りかわからない

• データシート掲載値で設計したが、シミュレーション結果が微妙に異なる。
• 求めるシミュレーション結果に関連する特性が全てモデルで表現されているか分からない。
• 検証のためのテストベンチが作れない。

（解決）モーデック開発モデルには、検証レポート同梱されており、一目でシミュレーション結果が確認できます。

４．シミュレーションは、一部の人しか使っていない

• 試作機の設計製造には、コツと経験が必要
• 経験の少ない人が、シミュレーションで短時間で設計している。
• CADに入力した回路図で、どうやってシミュレーションすればよいかわからない

（解決）モデル提供以外に、各種セミナー、コンサルティングなど，普及／浸透／定着までのお手伝いも致します。

モーデックが提供するモデルでできること

モデルの性能

Bridge Diode、L,C,Rから、トランス、フォトカプラ、シャンtレギュレータ、そして 制御ICまで、データシートに忠実なシミュレーションモデルが豊富に取り揃えられています。

MOSFETモデル比較例

シミュレーション活用術

• L,C,Rなどの乗数決定、微調整には、パラメトリック解析実施。 素子値をパラメータとして、値を変えながら自動実行できます。
• コンデンサ、インダクタのESRがどの特性に効くかがすぐにわかります。
• MOS,Diode、制御ICの入れ替えも半田付け不要、すぐに入れ替えて解析できます。

電源設計に活用される掲載モデル種類

• DCDCコンバータ
• IPD（Intellifent Power Device）
• PFC（Power Factor Correction）
• AD/DCコンバータ
• LLC Controller（L-L-C共振） • LDO