【PSpice連載③】スモーク解析で信頼性の高い回路設計を実現

SPICEシミュレータ類は、回路シミュレーションを得意としています。しかし”回路をダメにしそうな”
コンポーネントを見つけ出すとなると、十分な機能を備えていません。

PSpice スモーク解析（Smoke Analysis）を使用すれば、ストレスの大きいコンポーネントを簡単に見つけ
出すことができ、より信頼性の高い回路をデザインできます。このツールは、回路全体を見渡し、すべて
のコンポーネントごとの電流、電圧、パワー、温度条件を判定します。


※今回ご紹介する機能は「OrCAD PSpice® DesignerまたはOrCAD PSpice® Designer Plus」のライセンスで
ご利用いただけます。
※この連載のシリーズ１回目からご覧になりたい方は、 こちら 　からご一読ください。

それでは、なぜあなたの回路にスモーク解析を行うのか、なぜ重要なのか、を学んでいきましょう。

スモーク解析の重要性

スモーク解析が正確に解析する

• 各コンポーネントの消費電力
• ジャンクション温度
• 最大許容電流
• デバイス端子間のブレークダウン電圧
• 二次ブレークダウン・リミット

スモーク解析は、デザイン内のすべてのコンポーネントのPeak、RMS、Average Valuesを計算します。
では、スモーク解析の実行フローを見てみましょう。

スモーク解析実行フロー

スモーク解析用に回路を下図のようにセットアップします。

スモーク解析　回路セットアップ

図１は、この連載シリーズの１回目（感度解析）と2回目（オプティマイザ）で使用したRMアンプ回路です。
R4とR6の値は、2回目でゲットしたオプティマイズ後の値に更新されています。

スモーク解析実行結果の出力ウィンドウは、図2（下図）のようになります。

スモーク解析環境

図2をご覧ください。トランジスタ Q1-2N5179 のピークVCE値に対する赤色のバーが表示されており、許容動作
リミットを超えていることを示しています。デザインした回路の将来故障しそうなコンポーネントを特定できた
ので、ここでの選択はコンポーネントを別のものに置き換えるか、デザインそのものをコンポーネントに合わせ
るか、となります。

では、2N5179 トランジスタの代わりに、2N4427 トランジスタを使うという選択にしましょう。

回路の変更

回路の変更がすんだら、もう一度スモーク解析を実行します。結果は次の図（図4）のように表示されます。

新しいスモーク解析の結果

新しいスモーク解析結果では、新しいトランジスタ 2N4427 を含む、すべてのコンポーネントが安全な動作
リミット内にあることがわかります。

PSpiceスモーク解析を活用することで、製品が故障する可能性を排除し、製品の信頼性を保つことができます。

信頼性の高い回路を設計したいなら、PSpiceでスモーク解析を活用しましょう。

^{・出典：Make Reliable Designs That Won’t Fail In The Real World- Use Smoke Analysis In PSpice (Part 3 of 4)Author- Ronak Shah | Date‐04/25/2018}

^{・本コンテンツはバージョン「OrCAD R22.1-2022 S008」の情報をもとに作成していますが製品構成・機能につきまして、
　予告なく変更する場合があります。}

＊OrCAD PSpice® Designer、OrCAD PSpice® Designer Plus のご紹介は、こちら　からご覧いただけます。

ご紹介した高度解析機能（Advanced Analysis）は、OrCAD Free Trial Licenseでもご利用いただけます。
ぜひ、OrCAD® PSpice Designer Plus をお試しください。

＜本コラムの関連シリーズ＞ 　　
　　【PSpice連載①】LTspice®にはないPSpice感度解析で回路のパフォーマンスを高めよう！
　　【PSpice連載②】PSpiceのオプティマイザ機能を使って回路の最適化
　　【PSpice連載④】LTspice®にはできないPSpiceだけのモンテカルロ解析で回路製造の歩留まりを改善　

本製品に関するお問い合わせはにつきまして、当サイト内「お問い合わせ・資料請求」をご利用ください。

また、御見積り依頼は当サイト内「見積・購入依頼」をご利用ください。