パワーエレクトロニクス向け
HILテストソリューション

ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）試験とは、実際の物理的なコントローラを、通常動作するパワーステージのリアルタイムシミュレーションに接続する手法です。実際のハイボルテージハードウェアに対してコントローラを試験する代わりに、パワーエレクトロニクス回路（インバータ、モーター、コンバータ）を専用のHIL装置上で高精度にシミュレートします。 コントローラは、実環境と同様に、現実的なセンサ信号を受け取り、実際のスイッチング指令で応答します。これにより、エンジニアは物理的なハードウェアを一切使用することなく、安全で再現性のある環境下で制御ソフトウェアを徹底的に検証することができます。

パワーエレクトロニクス用コンバータは極めて高い周波数でスイッチングを行うため、1スイッチングサイクルあたりに割り当てられるシミュレーションの時間ステップはごくわずかです。十分な分解能がなければ、スイッチングイベントが見落とされたり、不正確に表現されたりし、シミュレーション結果に直接的な誤りが生じます。これは、デュアルアクティブブリッジのようなトポロジーにおいて特に重大な問題となります。このトポロジーでは、電力伝達自体がスイッチング周波数で行われるため、タイミングの誤差が生じると、無視できる程度の高周波リップルにとどまらず、電力フローの精度に即座に影響を及ぼすことになるからです。 ナノ秒分解能のシミュレーションにより、仮想環境の精度が確保され、実際のコントローラが物理ハードウェア上での動作と全く同じ挙動を示すようになります。

従来のベンチテストでは、定格電圧および電流で動作する物理的なハードウェアが必要となるため、安全上のリスクが生じ、セットアップコストが高くなり、多大な時間を要します。従来はこれが主要な検証手法でしたが、これにのみ依存すると、開発プロセスの後半になって初めてソフトウェアの問題が発見されることになり、修正に多額の費用がかかり、遅延による損失も大きくなります。C-HILテストは、このワークフローを根本的に変えました。 物理的なパワーステージをリアルタイムシミュレーションに置き換えることで、エンジニアは、高出力ハードウェアを実際に使用するはるか以前に、障害やエッジケースを含む数百もの動作条件にわたって制御ソフトウェアを網羅的に検証できるようになります。製品がフルパワーのベンチテスト段階に到達する頃には、制御ソフトウェアはすでに徹底的に検証済みとなっています。フルパワーテストは、主要な不具合発見プロセスではなく最終的な確認ステップとなるため、テスト期間が短縮され、安全性が高まり、エンジニアリングチームにとっての負担も大幅に軽減されます。 

Typhoon HIL 導入は、HILシミュレーションを初めて利用するチームでも簡単に始められるようTyphoon HIL Typhoon HIL 無料でダウンロードできるため、エンジニアはハードウェアの購入を先送りしても、すぐにモデルの構築や検証を開始できます。基礎から高度な応用までを網羅した無料のオンライン学習プラットフォーム「HIL Academy」と組み合わせることで、チームは購入を決定する前に、自分のペースで知識を深めることができます。 

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