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PSIM Basic

The ultimate simulation environment for power conversion and control


PSIM은 전력전자회로, 전동기 제어시스템 설계용으로 개발된 시뮬레이션 소프트웨어로써, 회로도 작성기(PSIM Schematic Program), 솔버 (PSIM Simulator) 그리고 파형분석기(Simview)로 구성됩니다.  고속 시뮬레이션, 사용하기 쉬운 인터페이스 와 그래픽 파형 처리 등, 강력하고 효과적인 시뮬레이션 환경을 제공합니다.  PSIM 의 그래픽유저인터페이스(GUI)는 매우 간단한 조작 성과 사용하기 쉽도록 설계되고 있어 시뮬레이션 회로의 작성이나 편집을 간단하게 실시할 수 있습니다.  이것은 제공되는 도움메뉴의 도움 없이도 매우 직감적으로 사용할 수 있음을 의미합니다. 또한, 풍부한 온라인 도움메뉴도 함께 제공됩니다.



PSIM의 시뮬레이션 엔진은 효과적인 알고리즘을 이용하고 있어, 다른 수많은 시뮬레이션 소프트웨어에서 나타나는 컨버전의 문제나, 시뮬레이션에 장시간 걸린다고 하는 문제를 극복하고 있습니다. PSIM 의 고속 시뮬레이션 기능으로 설계 사이클의 대폭적인 시간단축이 가능합니다. 시뮬레이션의 결과는, PSIM 의 파형 프로세서를 사용해 그래피컬하게 표시되며, 포스트프로세서의 함수등을 이용하여 파형분석을 보다 쉽게 할 수 있습니다. PSIM PRO 버전에서는 다양한 종류의 Optional Add-on Module (선택사항 / 별도구매 제품)을 함께 사용할 수 있습니다. 자세한 내용은 모듈 편을 참조하시기 바랍니다.

 

PSIM BASIC 주요 기능

1) 시뮬레이션 속도

PSIM은 전력전자/모터제어 시스템용의 고속 시뮬레이터입니다. 그림2는 PWM IC UC3844 (Unitrode)로 제어되고 3 출력 플라이 백 전원을 PSIM 로 시뮬레이션하는 예입니다. 스위칭 주파수 70kHz 로 동작하는 회로로써, 이 회로를 PentiumⅢ 866MHz 탑재의 컴퓨터를 사용해 4 사이클(67msec.) 시뮬레이션 한 결과입니다. 이 경우, 시뮬레이션의 실행 시간은 겨우 45 초입니다. PSIM 에서는, 높은 정밀도를 유지하면서 고속의 시뮬레이션을 제공하기때문에, 시스템 시뮬레이션을 효율적으로 실시할 수가 있습니다. 또한 복수의 루프 주기를 가지는 시뮬레이션도 파라메트릭하게 실시할 수 있습니다.


2) 주파수 응답 해석

주파수 특성 해석(AC sweep)은 제어 루프를 설계에 매우 중요한 툴입니다. 이 기능은 특히, 회로의 임피던스, 개루프계의 주파수 특성, 폐루프계의 대역폭과 안정도를 판정하는데 유용합니다. 일반적으로, 다른 시뮬레이션 소프트웨어에서는 AC 스위프를 실행하기 전에 스위칭 회로의 에버리지 모델해석을 먼저 수행해야 하지만, PSIM 에서는, 스위칭 소자를 포함한 회로에서도 AC Sweep을 실행할 수 있습니다.


3) 제어 시스템 설계

PSIM 의 주요 기능중에 제어 회로의 시뮬레이션 기능이 있습니다. 제어 회로는 s 영역의 전달 함수 블럭도, z 영역의 전달 함수의 블럭도(Digitla Control 모듈이 필요함), 아날로그 OP 앰프 회로, C/C++에 의한 커스텀 모듈등을 이용해서 나타낼 수가 있습니다. 또, 블럭다이어그람 형식의 제어 블록을 이용하여 시뮬레이션 하는 일도 가능합니다. 제어 라이브러리의 요소 및 함수 블럭의 종류는 PSIM의 윈도우 메뉴에서 사용하기 쉽게 제공되며, 필요한 Optional Add-on 모듈을 선택하여 제어 회로를 신속히 작성할 수가 있습니다.


4) 사용자 C/C++ 코드 DLL 

PSIM 에서는, 사용자 독자적인 C/C++코드를 사용할 수 있습니다. PSIM에서 제공되는 DLL블럭을 이용하여 PSIM 과 Link됩니다. 이러한 강력한 프로그램 언어를 이용하면, 사용자 임의의 디바이스 모델이나 제어 회로 시스템을 설계할 수 있습니다.

또한 PSIM 에서는 Interpreter 방식의 C 컴파일러와 Script Editor를 내장하여 기본으로 제공합니다. 따라서, 별도의 에디터나 컴파일러없이 C 프로그램을 PSIM 회로도내에서 함께 사용할 수 있습니다.


5) Script Editor &  내장된 C 컴파일러

PSIM에 Built-in으로 내장된 C Compiler (interpreter 방식)에 의해 컴파일 없이 설계자는  C-script 블럭에 커스텀 C 코드를 넣을 수 있습니다. 강력한 C 언어를 이용하여 모델링하므로써, 임베디드 소프트웨어 디바이스를 모델링하고 쉽게 설계할 수 있습니다.


6) Interactive Simulation 

설계자는 시뮬레이션을 실행시키면서 파라미터 값을 변경할 수 있으며, 파라미터 변경에 의한 영향을 실시간으로 확인할 수 있습니다. Free Run 모드에는 사용자가 시뮬레이션을 끝내기 전까지 시뮬레이션은 계속 됩니다. 즉 아래의 예제와 같이, 시뮬레이션 실행 중에 파형을 관측할 수 있으며, PI콘트롤러의 게인 조절이 가능합니다. PI게인 값외에 전원전압,저항,인덕터등 여러가지의 엘레먼트를 사용 할 수 있습니다. 실시간 파형측정을 위한 오실로스코프는 1채널/2채널이 제공됩니다.


7) Magnetic 소자 해석

자기 등가 회로를 모델링하기 위한 마그네틱 모델링 툴이 제공됩니다. 코일 , 에어 갭 , 누설 자속 경로 , 포화와 히스테리시스 BH커브 특성을 가지는 비선형 코어 등을 모델링 할 수 있습니다. 이러한 블록을 사용하는 것으로 복잡한 자기 회로를 가지는 트랜스포머를 설계하고 전원회로등을 보다 정확하게 시뮬레이션 할 수 있습니다.


8) 라이브러리

Power, Control, Source, Function Block등 전력전자/모터제어 회로설계에 필요한 모델 라이브러리를 제공합니다. 설계자의 요구와 개발되는 제품의 특징에 부합하는 전문분야의 모델은 PSIM 라이브러리 모듈 옵션(Add-on module)을 통해서 선택적으로 구입가능하며 컨설팅서비스를 통해서 사용자 주문형 제품을 공급 받을 수 있습니다.


PSIM BASIC 에서 기본으로 제공되는 일반적인 모델 콤포넌트의 리스트는 다음과 같습니다.

Power Circuit Components / Resistor-Inductor-Capacitor Branches / Switches / Coupled Inductors / Transformers / Magnetic Elements / Operational Amplifier / Power Modeling Block / Transfer Function Blocks / Computational Functions Blocks / Logic Components / Sources


9) PSIM Schematic

회로설계도면을 윈도우화면에서 작업합니다. 라이브러리 브라우저를 이용하면 설계자가 요구하는 모델을 쉽고 빠르게 불러올 수 있습니다. PSIM Schematic Program에서 시뮬레이션에 필요한 회로도 작성 및 부품 정보 등의 거의 모든 작업이 이루어집니다. 이것은 사용자 중심의 환경으로 개발되어있어서, 매우 효율적이고 직관적으로 접근이 가능합니다.


10) Waveform Processor

SIMCAD에서 설계된 회로의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 설계자는 파형 디스플레이 화면을 통해서 설계된 제품의 동작을 확인 할 수 있습니다. 시간영역 뿐만 아니라 주파수 영역에서의 파형도 보여줍니다. 또한 특정구간에서의 최대값,최소값 및 평균값 등을 정확하게 찾아주고 표시합니다. 파형결과는 텍스트 혹은 엑셀등의 파일로 익스포트할 수 있습니다.

 
   
   
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