eHS : La solution nanoseconde pour l'électronique de puissance, dont le temps est venu

Qu'est-ce que eHS : The nanosecond power solver ?

"L'electric Hardware Solver (eHS) d'OPAL-RT est un puissant solveur en virgule flottante... qui permet aux utilisateurs de simuler automatiquement un circuit électrique sur un FPGA, sans avoir à écrire les équations mathématiques."

"Il combine la simplicité de la construction de modèles de circuits électriques à l'aide du nouvel éditeur de schémas OPAL-RT, de SimPowerSystems Toolbox, de PSIM, du Blockset PLECS ou du logiciel NI Multisim avec la puissance des simulateurs OPAL-RT basés sur les FPGA pour résoudre les courants et les tensions à l'intérieur du circuit en temps réel, avec un temps d'échantillonnage inférieur à 1 µs."

"Le solveur eHS utilise une analyse nodale modifiée. Il résout une matrice de conductance pour trouver la tension à chaque nœud du circuit et le courant dans chaque branche. La matrice de conductance du circuit est rendue indépendante des signaux de commande des interrupteurs par la mise en œuvre de la méthode de Pejovic représentant l'impédance de l'interrupteur. Avec cette méthode, un interrupteur conducteur est représenté comme une inductance et un interrupteur ouvert est représenté comme une capacité, de sorte que la matrice de conductance ne change pas au cours de la simulation".

-Guide de l'utilisateur eHS

Commentaire : Luc-AndréGrégoire, l'un des développeurs de l'ESS

"eHS-notre électrique/électronique Résolveur de matériel-est comme tous les outils de simulation, mais il utilise un pas de temps plus petit, ce qui nécessite un FPGA. Un FPGA peutpeut n'est pas intrinsèquement plus rapide qu'un CPU, mais comme il est dédié à a seule tâche et plus proche de la couche matérielle, il est capable d'agir beaucoup plus vite qu'une unité centrale. Nous utilisons également des FPGA pour acquérir des E/S plus proches de l'endroit calcul est nécessaireet cela réduit la consommation d'électricité. électrique latence électrique. eHS est comme une tierce partie impartiale - c'est un solveur électronique, mais il peut être exécuté sur différents types de matériel : sur RT-LAB, HYPERSIM, ou sur sur une plateforme National Instruments (NI)."

"Cela dit, oui : il faut un FPGA à cause du pas de temps très réduit. Quand on parle d'eHS x128, c'este signifie une simulation sub-microseconde jusqu'à environ 125 états en 1 microseconde. Cela équivaut à 20 onduleurs triphasés à deux niveaux sur un seul FPGA sans délai (puisque tout se fait dans un seul cœur de résolution). noyau de résolution unique)-et la partie "sans délai" est évidemment cruciale est évidemment cruciale lorsque vous lorsque vous travaillez avec des pas de temps extrêmement courts."

"En général, plus il y a d'opérateurs dans le solveur, plus le circuit qui peut être résolu est grand et rapide.Plus il y a d'opérateurs dans le solveur, plus le circuit qui peut être résolu est grand et rapide. En outre, plus il y a d'opérateurs dans le solveur, plus il y a de ressources et de matériel.En outre, plus il y a d'opérateurs dans le solveur, plus il y a de ressources et de matériel qui sont nécessaires pour résoudre le problème. qui sont alors nécessaires-et donc l'empreinte requise par les ressources pour le solveur est également plus importante. Nous avons étudié la possibilité de regrouper ces FPGA : pour une Québec nous avons envisagé de regrouper ces FPGA : pour un client de Quercy, nous avons envisagé trois FPGA, chacun d'entre eux ayant deux fois x128s. Il s'agit d'une disponibilité informatique importante."

"Il y a une dizaine d'années, nous avions l'habitude d'ouvrir et de fermer un interrupteur à un moment très précis sur l'unité centrale, car le pas de temps était plus grand. Comme le pas de temps peut être plus grand que le temps pendant lequel vous voulez fermer et ouvrir l'interrupteur, nous avons interpolé entre les pas de temps pour nous assurer que, même si le pas de temps est beaucoup plus lent que la vitesse à laquelle l'interrupteur est activé et désactivé, nous obtenons toujours des résultats précis."

"Lorsque nous avons commencé à travailler davantage sur les FPGA, nous avons d'abord pensé que le pas de temps était beaucoup plus petit et qu'il n'était plus nécessaire d'interpoler. Cependant, lorsque nous sommes passés à un pas de temps plus petit, les clients nous ont dit qu'ils voulaient une fréquence de commutation beaucoup plus rapide. Une fréquence de commutation plus élevée signifiait que nous devions être beaucoup plus précis sur l'impulsion. Nous avons donc réintroduit l'interpolation, mais désormais sur FPGA".

"Le interpolation a été appliqué à l'unité centrale, et nous utilisons aujourd'hui le même type d'outil. 'astuce' sur FPGA - mais nous l'avons modifié pour atteindre un plus élevé réaliserance qu'auparavant réaliseret de soutenir plus de choses. Le présent "truc est similaire à celle de l notre RT-EVENTS ensemble de blocs fait, ce qui, à tour de rôle, fait partie de les CPU-BBoîte à outils pour l'électricité dans RT-LAB (et bientôt dans HYPERSIM). L'utilisation prévue est celle de convertisseurs commutant à une vitesse supérieure à 20 kHzLes convertisseurs résonnants - ou l'amélioration de la précision sur le swilévénement chings."  

"Donc, si vous avez des ponts H-en cascade qui sont censés être en phase-et que, bien qu'ils commutent à basse fréquence, il faut quand même être très précis sur l'événement de commutation.s: il pourrait s'agir d'une application. On pourrait également parler de convertisseurs DC-DC à ultra-haute fréquence utilisant la technologie GaN (nitrure de gallium) avec peut-être 100 kHz cette mise en œuvre de l'eHS est une solution à certains des problèmes suivants certains des leproblèmes."

"Yous m'avez parlé tout à l'heure de la MMC en CCHT avec des convertisseurs mixtes. Unfin, eHS est destiné auxchtions à haut niveau de commutation, et l'eHS est très bon parce qu'il s'agit d'un produit fixé matrice fixer-mais il y a mais il y a certains inconvénients avec cette topologie. Les convertisseurs qui utilisent plusieurs commutateurs en série ne sont peut-être pas les meilleurs candidats pour l'eHS, mais avec la technologie que nous proposons, nous utilisons un certain nombre de commutateurs et et nous parvenons également à contourner ce problème."

"Ce qui est vraiment nouveau, c'est qu'OPAL-RT a été la première entreprise à introduire un horodateur.ée Il y a environ 20 ans, OPAL-RT a été la première entreprise à introduire un pont d'étalonnage temporel. Cette méthode permettait d'échantillonner un signal PWM à un taux beaucoup plus élevé que le modèle simulé. Cette nouvelle technologie est maintenant disponible dans notre dernier solveur eHS, où un signal PWM peut maintenant être échantillonné à une fréquence de 200 MHz, ou toutes les 5 ns."

"Il est possible d'échantillonner le PWM jusqu'à 1 MHz, tout en conservant une précision de 99,5 %. (À titre de comparaison, dans les versions antérieures de notre logiciel, la fréquence du PWM était limitée à 20 kHz pour obtenir une fidélité similaire). De plus, en utilisant notre brevet-En outre, grâce à notre approche de modélisation en instance de brevet, n'importe quelle topologie de convertisseur à 2 ou 3 niveaux (convertisseur complet, convertisseur à 3 niveaux, etc.-pontge, NPC, type T, cellule Pack-U, condensateurs volants) peut être représentée, même pendant les opérations bloquées ou interrompues."

OPAL-RT Award for eHS : Prix Innovation PME 2018 @ ADRIQ-RCTi Gala

Nous sommes très heureux d'annoncer qu'OPAL-RT TECHNOLOGIES a reçu le prestigieux Prix Innovation PME 2018 hier soir au Gala de l'ADRIQ-RCTi, à Montréal, pour son produit innovant eHS-utilisé par nos clients les plus innovants partout dans le monde.

OPAL-RT TECHNOLOGIES tient à remercier chaleureusement tous ses développeurs et chercheurs, ainsi que tous ceux qui ont travaillé activement sur le produit. Un merci tout particulier à Sébastien Cense, Tarek Ould Bachir, Luc-André Grégoire et Christian Dufour qui ont travaillé sur eHS depuis sa création.