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Simulador de circuitos NL5

NL5 es un simulador de circuitos electrónicos de señal mixta con componentes ideales y lineales por tramos . Historia La primera generación del simulador analógico no lineal (NL...

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NL5 es un simulador de circuitos electrónicos de señal mixta con componentes ideales y lineales por tramos .

Historia

La primera generación del simulador analógico no lineal (NL) se desarrolló a finales de la década de 1980 para diferentes tipos de computadoras y sistemas operativos. A principios de la década de 1990, NL migró a computadoras personales con MS-DOS y Windows . Durante muchos años fue una herramienta propietaria de algunos laboratorios de investigación y pequeñas empresas, utilizada para diseñar sistemas de control, equipos de medición y fuentes de alimentación. [ 1 ] La primera versión pública de NL5 (la quinta generación de NL) se lanzó el 1 de enero de 2009.

Componentes

NL5 utiliza componentes y modelos analógicos sencillos, incluidos componentes ideales:

  • Interruptor ideal con resistencia cero/infinita y conmutación instantánea.
  • Diodo ideal con caída de tensión constante cuando está cerrado y corriente cero cuando está abierto.
  • Amplificador ideal con resistencia de salida cero, ganancia infinita y ancho de banda infinito

Los componentes no lineales se representan como lineales por partes o como una función (simulada con un retardo de un paso). Para sistemas de señal mixta , modelado a nivel de sistema y de comportamiento , NL5 utiliza componentes digitales básicos, funciones matemáticas, código C y DLL. Prácticamente todos los parámetros de los componentes NL5 pueden configurarse con valores positivos, negativos, cero o infinitos. El esquema NL5 puede tener una topología arbitraria, incluso irrealizable, con nodos flotantes, bucles de voltaje, etc.

Análisis

NL5 realiza simulaciones transitorias mediante análisis nodal modificado e integración trapezoidal . Se ha implementado un algoritmo especial para gestionar simulaciones con componentes ideales (por ejemplo, resistencia cero/infinita y conmutación instantánea).

NL5 realiza 3 tipos de análisis de CA:

  • Pequeña señal, para circuitos lineales y no lineales linealizados.
  • Fuente de barrido de CA (fuente sinusoidal de frecuencia variable), para circuitos no lineales y de conmutación.
  • Transformada Z para circuitos de conmutación de frecuencia constante.

Módulos y características

  • Herramientas transitorias: FFT , gráfico XY, diagrama de ojo , histograma de amplitud y más.
  • Herramientas de CA: Diagrama de Smith , diagrama de Nyquist , diagrama de Nichols
  • Postprocesamiento: realiza diversas operaciones matemáticas sobre los resultados transitorios y de CA.
  • Línea de comandos, script (lenguaje C)
  • Interfaz HTTP : servidor HTTP integrado
  • Interfaz con algunos modelos de osciloscopio a través de la interfaz VISA.
  • Componentes cifrados y archivos esquemáticos
  • Cosimulación con simuladores digitales. NL5 DLL es un motor de simulación transitoria NL5 con una API en forma de DLL de Windows . Puede utilizarse como motor de simulación analógica para la cosimulación con simuladores digitales System Verilog (por ejemplo , Xilinx Vivado ). Además, las funciones de NL5 DLL pueden invocarse desde aplicaciones C/C++, MATLAB , Python , etc., y realizar la cosimulación con la herramienta que el usuario prefiera.

Aplicaciones

  • Industria. Dialog Semiconductor , desarrollador de circuitos integrados de gestión de energía para electrónica de consumo, ha adoptado NL5 como herramienta de simulación de señales mixtas y proporciona modelos NL5 de sus controladores de potencia digitales a sus clientes. [ 2 ] Los resultados de simulación obtenidos con NL5 son utilizados por empresas de electrónica en notas de aplicación [ 3 ] [ 4 ] y actas de congresos. [ 5 ] Debido a su naturaleza lineal por tramos, NL5 figura entre los simuladores preferidos para circuitos de conmutación. [ 6 ]
  • Ciencia/Investigación . NL5 se utiliza en laboratorios de investigación para diseñar sistemas de control y electrónica para aplicaciones científicas. [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] Se utiliza para artículos académicos publicados en revistas IEEE , [ 9 ] y presentados en conferencias y talleres. [ 10 ] [ 11 ]
  • Academia. Desde 2009, NL5 es una herramienta de simulación preferida para el curso de laboratorio de electrónica de potencia en la Universidad Estatal de Colorado. [ 12 ] Es utilizada por estudiantes de todo el mundo para tesis en diferentes campos relacionados con la electrónica. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] NL5 ha sido mencionada en revisiones de herramientas de software educativo. [ 16 ] [ 17 ] NL5 también se utiliza como herramienta de demostración y enseñanza de los fundamentos de la física y la electrónica. [ 18 ] [ 19 ]

Licencias

Sin licencia, NL5 funciona en modo demo, con todas las funciones y un número limitado de componentes de circuito. Hay licencias gratuitas disponibles para instituciones educativas y estudiantes (licencia de 1 año). También existen diferentes tipos de licencias temporales y permanentes para particulares y empresas.

Referencias

  1. 1 2 Anushat, V; Dahlerup-Petersen, K; Erokhin, A; Kussul, A; Medvedko, A (2000). "Modelado y simulación por computadora de la alimentación pulsada de interruptores de circuito de CC mecánicos para el sistema de extracción de energía del imán superconductor del CERN/LHC" . CERN Accelerating science . Recuperado el 5 de enero de 2019 .
  2. ↑ "Modelos de simulación DiaSIM™" . Dialog Semiconductor. 22 de noviembre de 2018. Consultado el 6 de enero de 2019 .
  3. ↑ "Herramientas de simulación CA/CC combinan bloques analógicos y digitales para una mayor precisión" (PDF) . Boletín del equipo de campo de Dialog . Dialog Semiconductor. 2017. pág. 3. Consultado el 13 de enero de 2019 . 
  4. ^ Ворошилов, А (2016). "Влияние синфазных электромагнитных помех на работу РЗА в СОПТ. Борьба с ложными срабатываниями" . Новости Электротехники (en ruso). 97 (2). ЗАО «Новости Электротехники», San Petersburgo-Peterburgo . Consultado el 14 de enero de 2019 .
  5. ↑ Isurin, A; Cook, A (2016). «Convertidor CC-CC elevador para aplicaciones automotrices». 18.ª Conferencia Europea de Electrónica de Potencia y Aplicaciones (EPE'16 ECCE Europe) de 2016. Karlsruhe, Alemania: IEEE. pp. 1–9 . doi : 10.1109/EPE.2016.7695284 . ISBN  978-9-0758-1524-5. S2CID 15094407 . 
  6. ↑ White, Robert V. (marzo de 2015). "Una mirada a mi caja de herramientas: parte II [White Hot]". IEEE Power Electronics Magazine . 2 (1). IEEE: 56– 54. doi : 10.1109/MPEL.2014.2381455 .
  7. ↑ Сеньков, Д.В; Медведко, А.С (2015). "Управляющий Контролер Высоковольтного Источника Энергоблока Установки Электронно-лучевой Сварки" (PDF) . Автометрия (en ruso). 51 (6). ИАиЭ СО РАН: 117– 124 . Consultado el 6 de enero de 2019 .
  8. ↑ Setiniyaz, S; Kim, HW; Baek, IH; et al. (2016). "Caracterización del haz en la línea de haz KAERI UED". Journal of the Korean Physical Society . 69 (6). The Korean Physical Society: 1019– 1024. arXiv : 1610.02135 . Bibcode : 2016JKPS...69.1019S . doi : 10.3938/jkps.69.1019 . ISSN 1976-8524 . S2CID 119268584 .   
  9. ↑ Antoszczuk, P; Cervellini, P; Retegui, RG; Funes, M (marzo de 2017). "Secuencia de conmutación optimizada para convertidores de potencia multifásicos bajo desajuste de inductancia". IEEE Transactions on Power Electronics . 32 (3). IEEE: 1697– 1702. Bibcode : 2017ITPE...32.1697A . doi : 10.1109/TPEL.2016.2602810 . hdl : 11336/64950 . S2CID 25640217 . 
  10. ↑ Fischer, JR; Martínez, JF; Judewicz, MG; Echeverría, NI; González, SA (2017). "Control predictivo robusto de corriente con compensadores armónicos para VSI conectados a la red" . XVII Taller de Procesamiento de Información y Control (RPIC) de 2017 (en español). Mar del Plata, Argentina: IEEE. pp. 1–6 . doi : 10.23919/RPIC.2017.8211642 . ISBN  978-987-544-754-7. S2CID 32553645 . Consultado el 11 de enero de 2019 . 
  11. ↑ Divya Navamani, J; Vijayakumar, K; Jegatheesan, R (2017). "Estudio sobre convertidor CC-CC elevador de alta ganancia con celda de alta ganancia para aplicaciones fotovoltaicas" . Procedia Computer Science . 115. Elsevier BV: 731–739 . doi : 10.1016/j.procs.2017.09.109 . ISSN 1877-0509 . 
  12. ↑ "ECE562 - Electrónica de Potencia I" . Ingeniería Eléctrica e Informática . Universidad Estatal de Colorado, Facultad de Ingeniería . Consultado el 14 de enero de 2019 .
  13. ↑ Kabala, M (2017). Aplicación de electrónica CC/CC distribuida en sistemas fotovoltaicos (tesis de maestría). Universidad Estatal de Colorado. pág. 28. Bibcode : 2017MsT.........28K . hdl : 10217/183942 . 
  14. ^ Карелин, В (2017). "Разработка геликонного источника плазмы для линейной установки по изучению взаимодействия плазмы с материалами" (en ruso). Tesis de licenciatura, Departamento de Física de Plasmas, Universidad Estatal de Novosibirsk . Consultada el 6 de enero de 2019 .
  15. ^ Martínez, J (1 de marzo de 2017). Diseño y construcción de un convertidor trifásico de 3 niveles (Tesis) (en español). Universidad Nacional de Mar del Plata . Consultado el 13 de enero de 2019 .
  16. ↑ Bertolotti, F; Ferreira, F (2014). «PANORAMA SOBRE PROGRAMAS DE SIMULACION DE CIRCUITOS DE ELECTRONICA DE POTENCIA» (PDF) . XIII Congreso Internacional de Educación en Ingeniería y Tecnología (en español). COPEC : 473–475 . Consultado el 11 de enero de 2019 .
  17. ↑ Silva, VM; Oliveira, W (2017). "SOFTWARES DIDÁTICOS GRATUITOS E DE CÓDIGO ABERTO: FERRAMENTAS PARA POTENCIALIZAR O ENSINO DAS ENGENHARIAS" . XLV Congresso Brasileiro de Educação Em Engenharia - COBENGE 2017 (en portugués) . Consultado el 13 de enero de 2019 .
  18. ^ Lepil, O; Kodejška, Č (2018). "Netradiční experimenty s vázanými oscilatory" . Matematika – Fyzika – Informatika (en checo). 27 (1): 26– 36. ISSN 1805-7705 . Consultado el 10 de enero de 2019 . 
  19. ^ Lepil, O; Latal, F (2014). "Rezonance v učivu o střídavých Prideech" . Matematika-Fyzika-Informatika (en checo). 23 (5): 356–368 . ISSN 1805-7705 . Consultado el 6 de enero de 2019 . 

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