
【電源網】近4年開發電源的過程,在使用仿真軟件的過程中,對仿真漸漸有了個了解,仿真不能代替實驗。仿真軟件顯示電路不能工作,而實際卻能工作,仿真不收斂,而實際電路永遠不會不收斂。但是仿真軟件可以測試未知電路,可以驗證自己的想法,甚至大大縮短開發過程,在你仿真的過程中,也可以更深入的理解開關電源的拓撲結構,控制模式等,假如你要實驗一個電路,發現庫里沒有現成的IC,在自己搭建IC之后,你對整個IC具體是如何運作的必定了解的非常清楚。
如果你的模型足夠精確,你可以得到和實驗室非常接近的結果。如果你的電路是錯誤的,你也不用擔心“炸機”的危險。
Simetrix/Simplis是我個人比較喜歡用的一款仿真軟件,相對與功能強大的SABER, Simetrix/Simplis具有操作簡單,容易上手,速度快等特點,用來實驗開關電源的各個功能電路非常不錯,精通之后,也能進行更復雜的仿真實驗,比如開關電源的損耗分析,環路分析,大信號分析,IC設計等。
“只要你能想到的,你就可以用電路實現!”
雖然這幾年一直在接觸這款軟件,但離“精通”還相差很遠,但我想利用它簡單易學的特點,讓更多的人了解使用它,對實際開發有所幫助。并希望引出玉來,使大家共同提高。
我打算先說一下軟件操作過程,再舉幾個簡單的實例,供大家參考。由于水平有限,只能說這些基礎的東西。
先說一下目錄
1. 基礎操作:放置元件
2. 導入PSPICE模型
3. 瞬態分析,DC分析,AC分析,參數掃描
4. 自建子電路,元件庫
5. 用SIMETRIX仿真開環BUCK。
6. 用SIMPLIS 仿真BUCK電路:POP分析,AC分析。
7. 兩個簡單的實例:橋式整流帶恒功率負載—表達式的應用
填谷PFC PF值計算-波形的分析和處理
由于篇幅問題,本流程我們將分為兩篇文章進行講解:
1.放置元件。
先打開程序,點擊File——New Schematic,建立新電路圖
基本的元件如DC電源,波形發生器電源,分段源,受控源,電阻,電容,電感,變壓器,MOS管,三極管,二級管,穩壓管,壓控開關,地,電壓探頭,電流探頭,運放等都能找的到,如上圖,也可以從Place——From Model Library菜單中找到更多的元件,如3842,TL431等。
雙擊電路圖中的通用元件,三極管,MOS管等可以選擇另外一個型號,如雙擊Q2N2222可以把Q1變成Q2N3904
小技巧:快捷鍵的使用,比如按G,可以放置一個地,按R鍵放置電阻,C鍵放置電容等,
F5旋轉元件,F6鏡像元件,F12放大,SHIFT+F12縮小,F3開始連線。你把鍵盤的上的鍵全按一遍就熟悉了
2.導入PSPICE庫
你有時候會發現Simetrix/Simplis自帶的庫有些元件沒有,沒關系,Simetrix實際上就是一個簡易版的PSPICE,兼容PSPICE的庫和功能。因此我們可以導入PSPICE庫文件。
選擇如上圖的菜單
然后選擇PSPICE庫文件的目錄,點OK,如上圖
然后選中下框中的內容,先點Add,在點OK,就可以了
然后你是不是發現庫里面多了很多元件呢?
3.瞬態分析,DC分析,AC分析,參數掃描
用共射放大電路和RC濾波電路簡單的說一下以上四種最基本也是最常用的分析。
首先建立一個RC 低通濾波電路如下圖。
V1是5V電源,把Enable AC也選中,表示V1同時也是個頻率源,允許進行AC分析。
R1是1K電阻,C1是電容,把電容初始電壓設置為0,如下圖
在RC之間放置一個電壓探頭,按快捷鍵B,也可以從菜單Place——Proble——Voltage Proble
點Simulator——Choose Analysis,進行分析設置,如下圖
勾選中Transient和AC, 在Transient欄中 Stop time設置10ms,表示仿真時間為10ms
點Advanced Options鍵可以設置步長,步長時間越小越精確,但是速度也越慢
這里設置步長為10us
然后在AC欄設置一下AC分析的起始掃描頻率和終止頻率,就可以進行分析了
鼠標點擊Run,或者點OK后按F9運行分析
瞬態分析的結果如下圖,可以看到測試點電壓是慢慢升起來的
AC分析結果如下圖,可以看到增益剛開始是1,大約100HZ以后開始往下掉了。
參數掃描分析
假如我要知道R在一定范圍變化,輸出是如何變化的呢,總不能一次一次的去試吧,用參數掃描可以解決
R1從1K變化到10K,記錄10個點的數據
一樣的電路圖,只需把R的值從1K改為{R},如下圖
再在分析設置Transient欄目里面,勾選中Enable multi-step,然后點Define…
在彈出的框框里面選擇第2項:Parameter然后設置數據start value:1k,stop value:10k, Number of steps:10,Parameter name:R 如下圖。點OK。
在AC欄目里也進行同樣的操作,就可以分析了
分析結果是不是一下出了十組數據呢?
DC分析
DC分析其實也是一種參數掃描分析,只不過變化的是電源,如下圖共射放大電路
當電源V1從0V到5V,Q1 C極的工作點電壓是如何改變的呢
這里要用到DC分析。
在分析設置里勾選中DC Sweep,同時在DC欄目里設置如下
Start value設為0,Stop value設為5,Number of points設為1K(表示描1000個點,越大越精確,也越慢)
Device name設為V1,表示要變化的源是V1.
運行結果如下:
曲線表示了V1從0V到5V,Q1 C極對應的電壓。未完待續。。。
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