Simulation d'électronique de puissance

Concevez des contrôleurs numériques pour systèmes d'électronique de puissance grâce à la simulation

La conversion de puissance nécessite le contrôle des IGBT, des MOSFET de puissance et d'autres semi-conducteurs. Utiliser la simulation pour concevoir un contrôleur permettant de garantir la stabilité, d'améliorer la qualité de la conversion de puissance, d'optimiser les performances dynamiques et de gérer les défaillances. La simulation de systèmes d'électronique de puissance permet d’appréhender les interactions entre les algorithmes de contrôle numérique, les interrupteurs de puissance et le système électrique dès le début du processus de développement, avant même d’utiliser du matériel. Pour les BMS et les systèmes d'électronique de puissance tels que les systèmes d'entraînement, les convertisseurs de puissance et les onduleurs, la simulation en boucle fermée permet aux ingénieurs en électronique de puissance d'évaluer et de vérifier leurs choix de conception avant d'implémenter un contrôleur.

La simulation de systèmes d'électronique de puissance est parfaitement adaptée aux cas d'utilisation suivants :

  • Conception et validation de nouvelles topologies et stratégies de contrôle
  • Optimisation du comportement du système à l'aide de bibliothèques de composants : sources d'énergie, semi-conducteurs de puissance, composants passifs ou encore des machines telles que des machines synchrones à aimants permanents et des machines asynchrones
  • Analyse de la réponse du système aux pannes et aux conditions de fonctionnement anormales
  • Élimination des problèmes de conception détectés grâce à la simulation avant la phase d’implémentation
  • Réutilisation des modèles pour accélérer les itérations lors de la conception et pour les nouveaux projets innovants

Modèle Simulink d’un contrôleur de convertisseur Boost.

La simulation d'électronique de puissance avec Simulink® vous permet de modéliser des topologies complexes avec plusieurs dispositifs de commutation en utilisant des composants électroniques standard. Vous pouvez exécuter des simulations rapides avec des modèles moyens ainsi que des commutations idéales, ou bien utiliser des modèles de commutation détaillés non linéaires pour rendre compte des parasites lors de la conception détaillée. À la différence des solutions de simulation généralistes de circuits électroniques comme SPICE, Simulink offre de multiples fonctionnalités pour la conception de systèmes de contrôle, pour leur optimisation ainsi que pour la génération automatique de code à partir de ces modèles de simulation :

  • Conception, simulation et comparaison d’architectures de contrôle.
  • Appliquer des techniques de contrôle de type loop-shaping ou encore de placement de pôles sur des modèles de convertisseurs non linéaires comportant des commutations (notamment grâce à des méthodes telles que le balayage de fréquences (AC) ou l'identification de systèmes)
  • Régler automatiquement les gains de contrôleurs comportant une ou plusieurs boucles de rétroaction. Concevoir des contrôleurs aux gains tabulés pour tenir compte des variations de points de fonctionnement.
  • Conception et test approfondi de vos circuits et de votre algorithmie de protection contre les défauts.
  • Utilisation d’outils d'optimisation et d'analyse pour optimiser les paramètres du système et réaliser des analyses de sensibilité
  • Accélérer vos études nécessitant plusieurs simulations en les exécutant en parallèle sur des processeurs multicœurs et des clusters informatiques
  • Générer du code C ou HDL à partir d'algorithmes de contrôle, par exemple à des fins de prototypage rapide sur une machine temps-réel, ou pour les implémenter sur un FPGA ou un microcontrôleur
  • Générer du code C ou HDL à partir de modèles physiques de circuits en vue de le déployer sur une machine temps-réel afin de construire un banc HIL pour la validation de contrôleurs (hardware-in-the-loop)
  • Application de méthodes de validation formelles pour le développement de logiciels embarqués afin de répondre aux normes et réglementations gouvernementales comme l'UL 1741, pour des applications telles que les protections anti-îlotage sur les installations photovoltaïques

Accélération de la conception de contrôleur pour convertisseurs DC-DC avec Simulink

Références logicielles

  • Semi-conducteurs - Conversion et rectification de la puissance à l'aide de semi-conducteurs — Documentation
  • Dispositifs passifs - Transmission et transformation de l'énergie à l'aide de câbles d'alimentation AC, de transformateurs, de branches et de charges RLC, et de lignes de transmission — Documentation
  • Machines - Machines asynchrones et synchrones, moteurs et mesures de machines — Documentation

Démarrez par des tâches basiques jusqu’à des opérations plus avancées en suivant des exemples et des tutoriels interactifs.

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