7주차 예비 보고서 17장 회로 모의 실험

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문서 내 토픽

• 1. PSIM과 OrCAD PSpice의 특징 비교

  PSIM과 OrCAD PSpice는 회로 시뮬레이션 도구로 각각의 장단점이 있다. PSIM은 전력전자 회로 검증에 적합하며 고조파 및 파형 정보를 제공하지만 제한된 라이브러리와 사용자 친화적 인터페이스가 부족하고 간략화된 소자 모델로 인한 데이터 부정확성이 문제점으로 지적된다. 반면 OrCAD PSpice는 실제 모델을 사용하여 정확성이 높지만 연산 시간이 오래 걸리고 수렴 문제가 발생할 수 있다. 이러한 차이점을 고려하여 시뮬레이션 도구를 선택해야 한다.

• 2. DC Sweep 해석

  DC Sweep 해석은 전원의 값을 변화시켜가면서 그에 따른 결과를 관찰하는 시뮬레이션이다. 회로도를 작성한 후 Simulation Settings 창의 Analysis 탭에서 시뮬레이션 방법을 DC Sweep으로 설정하고, Sweep Variable에서 변수를 Voltage source로 선택한 뒤 Sweep Type에서 변화 방식을 선택한다. 이를 통해 전압원의 값 변화에 따른 회로 특성을 분석할 수 있다.

• 3. AC Sweep 해석

  AC Sweep 해석은 전류값을 변화시켜가면서 그에 따른 결과를 관찰하는 시뮬레이션이다. 회로도 작성 시 전압원의 AC 속성에 값을 입력하고, Simulation Settings 창의 Analysis 탭에서 시뮬레이션 방법을 AC Sweep으로 설정한다. 이때 변화는 Logarithmic을 선택하고 Start Frequency, End Frequency, Points/Decade를 설정한다. 이를 통해 주파수 변화에 따른 회로 특성을 분석할 수 있다.

• 4. Parametric 해석

  Parametric Sweep 해석은 회로 내의 변수로 설정한 소자값을 변경하면서 시뮬레이션을 진행하는 방법이다. 일반적으로 저항, 커패시터, 인덕터의 값을 변수로 지정하여 DC, AC, Transient 해석을 동시에 수행한다. Parametric Sweep을 진행하기 위해 변수로 지정할 소자를 선택하고 값의 범위 또는 값의 리스트를 지정한다. 이를 통해 소자 값 변화에 따른 회로 특성을 분석할 수 있다.

• 5. VAC, VSIN, VPULSE 전압원 속성

  VAC는 주파수 해석(AC 해석)에 사용되며, AC 속성값을 가지고 있다. VSIN은 시간 해석에서 교류 전압원으로 사용되며, DC 속성값과 AC 속성값을 모두 가지고 있다. VPULSE는 시간 해석에서 구형파로 주로 사용되며, DC 속성값과 AC 속성값을 모두 가지고 있다. 이들 전압원 속성을 적절히 활용하여 회로 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. PSIM과 OrCAD PSpice의 특징 비교

  PSIM과 OrCAD PSpice는 모두 전력전자 회로 시뮬레이션을 위한 대표적인 도구입니다. PSIM은 전력전자 회로 설계에 특화되어 있어 회로 구현과 해석이 용이하고, 시뮬레이션 속도가 빠른 장점이 있습니다. 반면 OrCAD PSpice는 더 다양한 회로 유형을 지원하고 상세한 분석 기능을 제공하지만, 시뮬레이션 속도가 상대적으로 느린 편입니다. 사용 목적과 회로 복잡도에 따라 적절한 도구를 선택하는 것이 중요합니다.

• 2. DC Sweep 해석

  DC Sweep 해석은 회로 내 특정 파라미터를 변화시키면서 회로 동작을 분석하는 기법입니다. 이를 통해 회로의 정상상태 특성을 파악할 수 있습니다. 예를 들어 트랜지스터의 바이어스 전압을 변화시키면서 출력 전압이나 전류의 변화를 관찰할 수 있습니다. DC Sweep 해석은 회로 설계 시 안정성, 선형성, 효율성 등을 평가하는 데 유용하게 활용됩니다.

• 3. AC Sweep 해석

  AC Sweep 해석은 회로의 주파수 응답 특성을 분석하는 기법입니다. 입력 신호의 주파수를 변화시키면서 출력 신호의 크기와 위상 변화를 관찰할 수 있습니다. 이를 통해 회로의 대역폭, 이득, 위상 특성 등을 파악할 수 있습니다. AC Sweep 해석은 증폭기, 필터, 전력 변환 회로 등의 주파수 특성 분석에 유용하게 활용됩니다.

• 4. Parametric 해석

  Parametric 해석은 회로의 여러 파라미터를 동시에 변화시키면서 회로 동작을 분석하는 기법입니다. 이를 통해 회로 성능에 대한 파라미터의 민감도를 파악할 수 있습니다. 예를 들어 트랜지스터의 베이스 전압과 컬렉터 저항을 동시에 변화시키면서 출력 전압의 변화를 관찰할 수 있습니다. Parametric 해석은 회로 최적화, 공차 분석, 신뢰성 평가 등에 유용하게 활용됩니다.

• 5. VAC, VSIN, VPULSE 전압원 속성

  VAC, VSIN, VPULSE는 SPICE 기반 시뮬레이션 도구에서 사용되는 전압원 모델입니다. VAC는 DC 오프셋과 AC 성분을 모두 가지는 전압원, VSIN은 정현파 전압원, VPULSE는 펄스 전압원을 나타냅니다. 이들 전압원 모델은 회로의 동적 동작을 분석하는 데 활용됩니다. 예를 들어 VSIN을 이용하면 증폭기의 주파수 응답을, VPULSE를 이용하면 디지털 회로의 과도 응답을 분석할 수 있습니다. 이러한 전압원 모델의 적절한 활용은 회로 설계와 해석에 필수적입니다.