Scilab/Xcos上のModelicaモデル、LTspiceの回路シミュレーションとは大分違うケド、これはこれで味があるじゃんとか言いながら「デモ鑑賞」中です。前回はスイッチドキャパシタ。今回はバック(Buck)コンバータです。DC電圧をより低いDC電圧に変換する回路ね。なお「フライバック」じゃないデス。
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※動作確認にはWindows 11の パソコン(64bit)上にインストールしたScilabの以下バージョンを使用しています。
Scilab 2024.0.0
※お惚け老人に代わって Googleの生成AI、Gemini 2.5 Flash 様にご説明をいただいた部分があります。
「DC/DCバック変換器」デモ
今回実習してみるのは、Scilabのデモ選択ウインドウから以下で起動できるものです。
上記から開く Xcos(Scicos)のフロー（内部ブロックの多くが、通常のXcosブロックでなく、裏でコンパイルされて動作する「Modelicaブロック」）が以下に。
ロードしただけでは値が表示されないModelicaブロックなので、内部を開いて読み取った値を勝手に横に書き加えてます。
直接ブロック内に値が書き込まれているものもありますが、上記フローでは、コンテキスト設定内で変数を定義しており、それを参照しているものも多いです。
上図の上の方にある「PWM波形生成回路」と注釈したサブブロック内の回路が以下に。PWMと書いてしまったけど、実際はノコギリ波ね。
そしてゼロクロス後の「ほんとうのPWM波形」で駆動されるスイッチ（緑枠）の設定が以下に。
いつもは「アイディアル」な回路が多い気がするModelicaモデルなのだけれど、今回は「リアル」に寄せてきてます。
また、黄色枠のダイオードの設定が以下に。
Buckコンバータ
バックコンバータの回路動作については、例によってGoogleの生成AI、Gemini様にお任せしてしまいました。
その動作の説明が以下に。
この後、Gemini様はバックコンバータの利点、欠点、そして用途などもご説明いただいているのだけれども、長くなるので省略。すみません、Gemini様。
そして最後に以下のご注意をいただいております。
そゆことでヨロシク。
Xcos(Scicos)シミュレーション結果
まずは通常のグラフでの結果が以下に
上の青色がインダクタから流れてきた電流、下の赤色が負荷にかかる電圧みたいデス。
一方上記をXYプロットしたものが以下に。
たしかに１１Vちょいくらいの電圧に段々落ち着いてくる感じがしないでもない。負荷など変えると電流値のポジションも変化するのだろうな（やってないけど。）