Орчин үеийн электроникууд нь хүчирхэг техник хангамж шаарддаг шинэ төхөөрөмж, технологиуд тасралтгүй хөгжиж байна.
Электрон хэлхээний симуляци гэж юу вэ?
Цахилгаан хэлхээний симуляци гэдэг нь электрон хэлхээ эсвэл төхөөрөмжийн бие махбодийн үйл ажиллагаа, шинж чанар, гаралтыг урьдчилан таамаглах програм хангамжийн хэрэгсэл ашиглан дүрслэх, дүн шинжилгээ хийх явдал юм. Тохиромжтой программ хангамжийг ашиглан хэлхээг үүсгэж, тоон хэлбэрээр туршиж, цаг хугацаа алдаж, зардлыг нэмэгдүүлж болзошгүй техник хангамжийн хэрэгжилт шаардлагагүй. “Хэлхээний симулятор” гэж нэрлэгддэг хэлхээний симуляцид хэрэглэгддэг програм хангамжийн хэрэгсэл нь математик загвар, програмчлалын хэл, электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шинж чанарыг дагаж мөрддөг EDA (Цахим дизайны автоматжуулалт) програм хангамж юм.
Хэлхээний симуляцийн EDA хэрэгсэл нь олон тооны үйлдвэрлэгчдийн өргөн хүрээтэй бодит ертөнцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сангуудыг агуулдаг. Номын сан нь транзистор, хувиргагч, микроконтроллер, микропроцессор, IC-ууд болон резистор, конденсатор, трансформатор, индуктор гэх мэт үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Хэлхээний загварчлалын үр дүн нь шинж чанарын муруй, гаралтын утга, долгионы хэлбэр болон бусад хэд хэдэн туршилтын утгууд байж болно. Энгийнээр хэлбэл, электрон хэлхээний симуляци гэдэг нь үйл ажиллагааг ойлгох, гаралтыг олж авахын тулд хэлхээг компьютерт “тоон” хэлбэрээр холбож, дүн шинжилгээ хийх үйл явц юм.
Эрчим хүчний электроникийн хэлхээний загварчлал яагаад чухал вэ?
- Зардал хэмнэлт
Электроникийн элемент бүрийг худалдан авч, физик туршилт хийх ёстой. Элемент бүр өөрийн гэсэн эрэлт, нийлүүлэлттэй байдаг тул үйл явц нь цаг хугацаа их шаарддаг. Буруу хэрэгжүүлсэн тохиолдолд гүйдлийн халаалтын нөлөө нь элементүүдийг гэмтээж, солих шаардлагатай болдог. Гэсэн хэдий ч дижитал туршилтын хэлхээ нь эд ангиудын эвдрэл, эвдрэлийн магадлалыг бууруулдаг тул зардлыг арилгах боломжийг олгодог. - Цаг хугацаа хэмнэх
Электроникийн хэлхээний симуляци нь оновчтой тоон гаралтыг гаргаж цагийг хэмнэдэг. Олон төрлийн хэлхээг туршиж үзээд системийнхээ хамгийн сайныг шалгаж болно. Судалгаанд суурилсан ихэнх төслүүд тасралтгүй туршилт хийснээр цаг хугацаа хэмнэдэг. - Хөрвүүлэгчийн ажиллагааг шалгах
Электрон хувиргагчид тэжээл, хяналтын хэлхээ, ачааллын хамт унтраалга үүрэг гүйцэтгэдэг эрчим хүчний хагас дамжуулагчийг агуулдаг. Хөрвүүлэгчийн ажиллагааг шалгахын тулд хэлхээний симулятор, програмчлалын хэл нь гүйдэл ба хүчдэлийн зөв утгыг олж авах нөхцөл бүхий шугаман бус математик тэгшитгэлийг шийддэг.
Электроникийн хэлхээний симуляцийн EDA хэрэгсэл
Симуляцийн програм хангамжийн хэрэгслийг зөв сонгох нь төсөлд бүрд харилцан адилгүй бөгөөд тухайн програмаас хамаарна. Өөр нэг чухал хүчин зүйл бол электроникийн хэлхээний загварчлалын төсөв юм.
- Ansys Simplorer
Ansys Simplorer нь электроник, цахилгаан, цахилгаан механик, гидравлик, дулааны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн схемүүдийг нэгтгэх, олон талт функцийг санал болгодог програм хангамжийн хэрэгсэл юм. Програм хангамж нь эдгээр олон физикийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэг төсөлд нэгтгэж, математикийн нарийн төвөгтэй функцуудыг гүйцэтгэх чадвартай. Энэ нь хэлхээний симуляцид зориулсан хөндлөн чадлын функцийг хангахын тулд Simulink гэх мэт гуравдагч талын хэрэгслүүдтэй нэгтгэх боломжтой. Ихэнх инженерүүд энэ программ хангамжийг цахилгаан электроник, үйлдвэрлэлийн автомашины төслүүдэд холбох хяналтын хөтчүүдэд ашигладаг. - Power Stage Designer
Texas Instruments-ийн Power Stage Designer нь унтраалгатай тэжээлийн хангамжид зориулагдсан хэлхээний загварчлалын програм хангамжийн хэрэгсэл юм. Програм хангамж нь цахилгаан электрон төхөөрөмжүүдийн түр зуурын болон түргэн шуурхай домайн шинжилгээг санал болгож байна. Схем нь инженерүүдэд хурдан тооцоолол хийх, цахилгаан хангамжийн дизайны үе шат бүртгэх утгуудын утгыг олж авах зорилгоор. Power Stage Designer нь хүчдэл ба гүйдлийн шинж чанарын хэлбэрийг үнэн зөв утгаараа харуулдаг. Програм хангамжийн топологийн цонхонд 20 өөр тэжээлийн топологи сонгох боломжтой. - EMTP
Эрчим хүчний системийн хэлхээний симуляцийн түүхэн хурдан, тогтвортой, чадвартай, үнэн зөв, хэрэглэгчдэд ээлтэй програм хангамж юм. EMTP нь 35 жилийн турш зах зээлд ноёрхож байгаа тул эрчим хүчний системийн үр дүнтэй загварчлал, дүн шинжилгээг хийдэг. Онцлогууд нь том хэмжээний дамжуулах, түгээх шугамд шаардлагатай утгыг үнэн зөв тооцоолдог олон фазын ачааллын урсгал шийдэгчийг агуулдаг. Програм хангамж нь цаг хугацаа, давтамжийн домэйн симуляци, дүн шинжилгээг дэмждэг бөгөөд PSSE, Simulink, CIM-тэй тасралтгүй нэгтгэдэг. EMTP-RV багц нь эрчим хүчний симуляци, дүн шинжилгээ хийх болон бусад олон онцгой боломжуудад зориулагдсан хамгийн сүүлийн үеийн сайжруулсан хувилбар юм. - Proteus
Proteus бол холимог хэлхээний симуляцийн хамрах хүрээг санал болгодог инженерүүд болон хоббичдын хувьд хамгийн их ашиглагддаг хэлхээний програм хангамжийн нэг юм. Хэрэглэгчдэд ээлтэй интерфэйс болон олон шинжилгээний хэрэгслүүд нь инженерүүдэд олон электрон системийг нэгтгэх боломжийг олгодог. Эрчим хүчний электроникийн хувьд програм хангамж нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн асар том номын сантай бөгөөд янз бүрийн инвертер, хувиргагч, шулуутгагч, op-amps, зохицуулагч, хагас дамжуулагч болон бусад олон төхөөрөмжийг дуурайх боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч proteus нь эмбеддэд систем, харилцаа холбоонд янз бүрийн модулиудыг интерфэйс болгоход өргөн хэрэглэгддэг. Эрчим хүчний электронуудын онлайн хэлхээний загварчлалаас гадна proteus нь PCB дизайны багцыг санал болгодог.
