BOOMBOX RAPID CONTROL PROTO TYPING PLATFORM

Imperix

拡張性

・システムに対応できるように、複数のBoomBoxesをモジュラー方式で使用可能
・必要に応じて6ユニットを積み重ね同時使用することで最大96のIOを使用可能
・全ての入力
 PWM出力は数百nsecで同期が可能
 複数のBoomBoxを使った場合でも一台と同じ感覚で操作


インターフェース

・フレキシブルな操作環境で 様々なセンサーに対応
・全てのチャネルはプログラマブルなゲインとフィルタを備え、シングルエンドまたは差動信号で低インピーダンスまたは高インピーダンスに設定可能。
・シールドされたツイストペアRJ45ケーブルを使うことで、優れたEMI性能を保証
・構成パラメータは即座に保存して復元することができ、アプリケーション間では分レベルで移動


専用オペレーティングシステム

・“Simple is beautiful”がBoom-Boxの操作の基本。
 保護、通信、リアルタイム監視など、コントローラ制御に必要なものだけを提供。
・オペレーティングシステムの問題であった最大数十kHzの制御と割り込みを達成。非常に複雑な変換トポロジを含む高性能な制御を提供


独立保護機能ソフト

・ソフトウェアに依存しない保護機能を備えており、数マイクロ秒以内にエラーが発生した場合にすべての出力をブロック
・このメカニズムは、制御ソフトウェアがまだ完全に安定していないときに不可欠。CPUベースのシミュレーションから実際のアプリケーションに素早く移行可能。
・ラボとオフィスで同時に作業することが可能


制御ソフトの効率設計

自動コード生成

・制御アルゴリズムのテストと検証が終了したら、クリックするだけでコード生成が出来、コンパイル後BoomBoxにアップロード可能。
・他のソフトウェアを必要とすることなく、すべての機能ブロックを即座に制御コードに変換。
・高度なコントロールの実装を検証


SIMULINKベースシミュレーション

・Simulink用のBoomBoxブロックセットを使用し、コンバータ制御を非常に簡単に行うことが可能。
・PLECS?やSimPowerSystems?の機能を利用し、コントローラのコントロールを含むPCベースのシミュレーションを実行。
・高性能モデルは、コントローラを再調整する必要なく、PCベースのシミュレーションから実際のハードウェアへのシームレスな移行を保証。


C/C++

・C / C ++プログラミングでは、追加のソフトウェアを必要とせずにコンバータコントロールのコーディングを簡単に開始。
・コード例、ソフトウェアライブラリ、ヘルパー関数が付属しており、より優れた高速コーディング環境を提供
・上級ユーザーや複雑なプロジェクトでは、柔軟性と最高の総合性能から、C / C ++が必須。


REAL TIME MONITORING

・各システムにはBoomBox Controlが付属。
・BoomBox ControlはグラフィカルなWindowsベースのソフトウェアで、コントロールプラットフォームのさまざまなデータを監視、制御、表示可能。
・新しい制御コードをデバッグしている場合、制御プラットフォームがスタンドアローンモードで動作している場合、BoomBoxをPCに接続して、すぐにすべての内部変数と測定値を取得し、制御の調整を開始可能。
・実際のコードの実行を妨げることなく、コンバーターが実際に切り替わっている間でも、リモートアクセスは常に可能。
・BoomBox Controlは、デバッグ、チューニング、およびデータロギングへの迅速かつ便利な手段を提供。
・各キャプチャ時に、ソフトウェアは、後処理のためのソフトウェアを使用して、数秒ですべての有意義な測定結果をエクスポートすることが可能 (MatLabTM, ExcelTM, Octave, etc.)


DSP + FPGA CO-PROCESSING

・コントロールコードをDSPにダウンロードするだけ。
・エンコーダ、エンコーダインタフェース、アナログI / Oブロックなど、FPGA内に常駐する周辺機器は、高性能で信頼性の高い動作を提供するように事前設定
・時間に敏感なタスクが慎重に処理される必要がある為、DSPはほとんど独占的にコントロールの実行に専念できることが保証されている。


HARDWARE INDEPENDENCY

・オペレーティングシステムのアーキテクチャは、コントロールコードを実行するハードウェアから事実上独立
・コンポーネントはハードウェアの進化に応じてパフォーマンスを向上させるが、BoomBoxで一旦作成されたコントロールは、ハードウェアの時間経過や進化にかかわらず、BoomBoxで動作し続けることが可能
・BoomBoxは開発に於いては 常に下位互換を考えて開発


CONSISTENT TIMINGS

・BoomBoxは、時間管理の確実さが、他のプロトタイプコントローラと違う
・サンプリング、変調、および割り込みベースの制御ルーチンを含む4つの利用可能なタイムベースの、すべての時間要素を正確に計時可能
・4つのうちのどれかを基軸に他の時間をきちんと決められる
・サンプリング時点またはPWMチャネルの相対位相を完全に制御できるため、同期サンプリングを非常に簡単に実行可能


TANDALONE OPERATION

・BoomBoxは、実験環境での迅速な制御開発とテスト、パイロットフェーズや試作に最適
・任意のコンピュータとは独立して、常にスタンドアロンユニットとして実行
・CANまたはイーサネットを介して、リモート制御およびロギング等の機能も装備


様々な用途に使える幅広いシステム

再生可能エネルギーやバッテリ

新しいコンバータトポロジーや革新的な制御スキームに関わらず、BoomBoxは実際のハードウェアでより速い結果を得ることが可能。ハードウエアが無い場合でも、imperixのパワーモジュールを使うことが可能


可変速度ドライブ

ドライブは、エンコーダ入力、CANインターフェイス、高分解能I / Oカウント等の機能で、BoomBoxが供給するパワーコンバータの最も得手なアプリケーション。センサーレスやスプリットドライブトレインなどの先進的な制御開発の推進に最適


マイクログリッドコンバータ

BoomBoxでは、従来の制御技術の実装だけでなく斬新なアプローチを常に敢えて試してみて、アイランド化とグリッド同期の間の定常状態テストをすることが可能。BoomBoxのソフトウェアに依存しない保護機能は、ハードウェアを常に安全に保つことが可能!


モジュラーコンバータ

コントローラを積み重ねて使う場合、あたかも1つのBoomBoxのように、完全に同期化され、最大96のゲート信号と96の測定値を処理が可能。
モジュラーコンバータ上で、さまざまな制御戦略の実装と検証が可能。さらに、最も要求の厳しい実装では、FPGAコードの編集も可能。


LAB作業の効率化

DINレールマウントセンサー

プラグアンドプレイ測定が必要な場合、電圧センサまたは電流センサはBoomBoxと直接接続。最大50ARMSと800VDCに及ぶこれらセンサーは、35mm DINレールに簡単に取り付けることができ、BoomBoxから電力を供給


FPGAベースのIPブロック

特別なFPGA実装では、高度なファームウェアブロックを使用することも可能。通常は、マルチレベルコンバータ用の空間ベクトル変調器または電圧バランシングアルゴリズムを搭載。特殊なケースでは、完全に編集可能なFPGAコードへのアクセスも可能。


HILとのインターフェース

HILは、過酷な過渡状態または障害状態での制御を検証する有効な手段で、これらを、実験で(再)作成することは不可能
OPAL-RT用のBoomBoxのインターフェースを使用すると、すべてのケーブルを実際のコンバータに接続する前に、HILエミュレータで制御アルゴリズムを完全にテストすることが可能


プラグアンドプレイ パワーモジュール

Imperixは、BoomBoxと直接互換性のあるパワーモジュールを提供
さまざまなセルトポロジと定格で利用可能なこれらのモジュールは、LEGO?のように、直列または並列に簡単に組み立てることが可能。さらに、温度監視(LCD)、プリチャージ回路、受動部品、追加冷却などの完成したアセンブリも可能


あらゆるニーズに適したシステム

一体型の独自のハードウェアBoomBoxプロトタイプコントローラは、他に類を見ない柔軟性と能力を持ち、複数の研究開発プロジェクトで繰り返し利用可能。
教育目的から工業用コンバータへの実装まで、各ユースケースはBoomBoxソフトウェアパッケージの3つのバージョンのいずれかがカバー。
マルチレベルコンバータなどの多数の入出力を必要とするアプリケーションでは、ボックスを積み重ねることで、多数の入力と出力を持つ集中制御システムを形成
いつでも(一時的でも)ソフトウェアパッケージをアップグレード可能


仕様

BoomBox機能 Hardware Standard Expert
BoomBox ハードウエア
組み込み動作システム  
C/C++ プログラミングライブラリ  
BoomBox 制御ユーティリティソフト  
IO拡張モード, 最大 6 BoomBoxes      
FPGA アクセス(カスタムコード実装)    
BoomBoxSimulink自動プログラミングブロックセット
○ 標準   △ 機能限定   □ オプション


アナログ入力
仕様 Test conditions 最小 標準仕様 最大 単位
分解能     16   bits
ノイズレベル G=1, 差動入力, フィルタ無   0.8 1.7 LSB (rms)
大信号帯域幅 - 3dB, フィルタ無 200 208   kHz
サンプリングレート 全チャンネル同時 0.001   375 ksps
サンプリングジッタ 全チャンネル, ひとつのBoomBox   ±2.1   ns
全チャンネル, 複数の BoomBoxes   ±120 ±280 ns
入力電圧レンジ 差動モード   ±10.0   V
コモンモード   ±11.2   V
最大許容入力レンジ 全てのピン   ±56   V
入力インピーダンス High-Z / 全差動入力 2.99 3 3.01 k?
  2.2   nF
Low-Z / シングルエンド入力 99 100 101 ?
  2.2   nF
CMRR同相信号除去比 G = 2, 0Hz - 200kHz >65 >72   dB
(差動入力モードのみ) G= 2, 1.5Mhz >42 >48   dB
  G= 2, >10Mhz >70 >75   dB
総合ゲイン誤差(未較正) DC, 3k? 差動入力モード   ±0.8 ±1.5 %
DC, 100? シングルエンド入力モード   ±1.4 ±1.8 %
ゲイン安定性 0 - 85°C   ±0.12 ±0.25 %
オフセット (未較正) G=1, フィルタ無   ±3.6 ±15.3 LSB
G=1, フィルタ有 16.4 20 23.6 LSB
オフセット安定度 0 - 85°C, フィルタ無   ±2.1 ±4.3 LSB
0 - 85°C, フィルタ有   ±5.3 ±9.3 LSB
プログラマブル LPF 遅れ 0Hz - 1.5x カットオフ周波数 38 40 43 µs
A/D 変換時間 全チャンネル同時     1.25 µs
A/D から FPGA 転送時間     1.38 µs
プログラマブル安全閾値 すべてのCHにおいて -10   10 V
プログラマブル安全閾精度 ±10 % m.v. ±100 mV
プログラマブル安全閾追従時間   2.8 4 µs
組み込み電源     ±15   V
最大組み込み電源電流 チャンネル毎,短絡保護   150   mA
全チャンネル   1500   mA


アナログ出力
仕様 Test conditions 最小 標準仕様 最大 単位
分解能     16   bits
出力電圧レンジ     ±5.0   V
最大許容出力電流 短絡保護 ±15 ±29   mA
ゲイン誤差 0 - 85°C   ±1.1   %
オフセット   ±0.2   mV
設置時間 DSP割り込み終了後, 出力の25-75%   6.5   µs


MAIN DSP
仕様 Test conditions 最小 標準仕様 最大 単位
プロセッサー • Texas Instruments TMS320C28346 / 300 Mhz / 32 bits
• 300 MIPS (floating point)
メモリ • DSP : 2 Mbits RAM
• 256 Mbits NOR Flash
A/D 遅延 FPGA to end of GetADC(),1channel   1.9   µs
FPGA to end of all GetADC(), 16 channels   6.7   µs
ユーザー利用可能 CPU 速度 At 20 ksps   89   %


PWM 出力
仕様 Test conditions 最小 標準仕様 最大 単位
カウンタ分愛能     33.3   ns
カウンタdepth     16   bits
カウンタタイプ           1) Triangle 2) Inverted triangle      
3) Sawtooth 4) Inverted sawtooth      
出力モード (信号コード) 1) High + low (complimentary with dead-time)
  2) PWM + enable signal
  3) Direct output (bypass of the modulator, similar to a conventional digital output)
デッドタイム H L信号間のペア 0   8.53 ms
デューティサイクル Linear region, 0.1% dead-time 0.2   99.8 %
  異常なく動作する範囲 0 100 %  
ジッタ 全ての光信号 同じBoomBox   ±30 ±36 ns
  全ての光信号 BoomBoxes間   ±120 ±280 ns
スイッチング周波数に於ける比制御   1/256 1 256  
光ファイバータイプ POF 650 nm


汎用入力/出力
仕様 Test conditions 最小 標準仕様 最大 単位
ロジックレベル     5.0   V
最大許容出力電圧 入力のみ 7.0 20   V
最大許容出力電流 出力のみ   ±25   mA
使用周波数レンジ   0   200 kHz
ピン間ジッタ 同じBoomBox    ±3.2   ns
BoomBoxes間   ±120 ±280 ns


エンコーダ入力
仕様 Test conditions 最小 標準仕様 最大 単位
ロジックレベル 同じエンコーダデジタル入力.   5.0   V
最大入力許容電圧 同じエンコーダデジタル入力. 7.0 20   V
入力信号 • Channel 1 : A, B and Z (Zはオプション)
• Channel 2 : A, B and Z (Z はオプション)
• Channels 1+2 : A, A, B, B, Z, Z (Z, Z はオプション)
サンプリングオプション ADCに同期もしくは独立
PPR 周波数 4倍速動作 0   200 kHz


お問い合わせ先
株式会社 NEAT
愛知県名古屋市千種区池下1-11-21
TEL:052-764-3311 FAX:052-764-3632

imperix Ltd
Rue de la Dixence 10 1950 Sion Switzerland

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MBD・計測
リアルタイムシミュレータ
EMTP-RV
モデルベース開発
データ収録装置