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saber电源仿真之——基础应用

2012年04月23日12:05:58 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
关键字:应用 电源 数字 

 

电路仿真作为电路计算的必要补充和论证手段,在工程应用中起着越来越重要的作用。熟练地使用仿真工具,在设计的起始阶段就能够发现方案设计和参数计算的重大错误,在产品开发过程中,辅之以精确的建模和仿真,可以替代大量的实际调试工作,节约可观的人力和物力投入,极大的提高开发效率。

 

Saber仿真软件是一个功能非常强大的电路仿真软件,尤其适合应用在开关电源领域的时域和频域仿真。但由于国内的学术机构和公司不太重视仿真应用,所以相关的研究较少,没有形成系统化的文档体系,这给想学习仿真软件应用的工程师造成了许多的困扰,始终在门外徘徊而不得入。

 

本人从事4年多的开关电源研发工作,对仿真软件从一开始的茫然无知,到一个人的苦苦探索,几年下来也不过是了解皮毛而已,深感个人力量的渺小,希望以这篇文章为引子,能够激发大家的兴趣,积聚众人的智慧,使得我们能够对saber仿真软件有全新的认识和理解,能够在开发工作中更加熟练的使用它,提高我们的开发效率。

 

下面仅以简单的实例,介绍一下saber的基本应用,供初学者参考。

 

在saber安装完成之后,点击进入saber sketch,然后选择file—> new—>schematic,进入原理图绘制画面,如下图所示:

 

 

在进入原理图绘制界面之后,可以按照我们自己的需要来绘制电路原理图。首先,我们来绘制一个简单的三极管共发射极电路。

 

 

第一步,添加元器件,在空白处点击鼠标右键菜单get part—>part gallery

 

 

 

有两个选择器件的方法,上面的左图是search画面,可以在搜索框中键入关键字来检索,右图是borwse画面,可以在相关的文件目录下查找自己需要的器件。

 

通常情况下,选择search方式更为快捷,根据关键字可以快速定位到自己想要的器件。

 

如下图所示,输入双极型晶体管的缩写bjt,回车确定,列表中显示所有含有关键字bjt的器件,我们选择第三个选择项,这是一个理想的NPN型三极管,双击之后,在原理图中就添加了该器件。

 

 

依照此方法,我们先后输入voltage source查找电压源,并选择voltage source general purpose添加到原理图。输入resistor,选择resistor[I]添加到原理图(添加2个)。输入GND,选择ground(saber node 0)添加到原理图,ground(saber node 0)是必须的,否则saber仿真将因为没有参考地而无法进行。

 

添加完器件之后,用鼠标左键拖动每个器件,合理布置位置,鼠标左键双击该器件,即可修改必要的参数,在本示例中,仅需要修改电压源的电压,电阻的阻值,其他的都不需修改。

 

然后按下键盘的W键,光标变成了一个十字星,即表示可绘制wire(连线),将所有的器件连接起来。如下图所示:

 

 

其中电压源为12V,基极电阻为10k,集电极电阻为1k,共发射极连接。

 

选择分析方法,由于这是一个大信号系统,我们寻找的是一个静态直流工作点,因此我们选择下图所示的DC operating point,将basic中的display after analysis项选择Yes,完成后点击OK。

 

 

直流工作点仿真结果如下:

 

 

三极管的基极电压为0.8422V,集电极电压为0.06869V,即深度饱和时,Vbe约为0.84V,Vce约为0.069V。

 

 大部分的调试工作都是可以通过仿真来替代的。大部分的设计工作都是可以通过仿真来验证合理性和可行性的,一旦您掌握了仿真的方法,并能够熟练的使用,你将终生受益,你可以摆脱大多数低效的调试工作,可以节约大量的时间和精力,可以直观的看到你的设计结果,而不仅仅是计算书中的计算公式和枯燥的数字。

 

当你有一个对于电路的新的想法和思路,如果你要验证它,你可能要花费几天甚至几个月的时间去准备器件,焊板子,调试,直到获得结果。可是如果你用仿真的方法,也许几分钟就搞定了,并且通过更改电路和参数,许多灵感就会迸发出来。

 

对于很多无法通过精确计算来推算的电路,我们通过仿真就可以获得精确的结果,这对于非线性系统的解决方案而言,真是事半功倍啊,为什么要去求解复杂的矩阵方程?我需要的仅仅是结果而已,过程的推导留给大学老师吧。仿真可以让我们从复杂的计算中解脱出来,随心所欲的更改电路参数,然后获得直观的结果,当你掌握诀窍的时候,你可以让自己的开发效率提高十倍!

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