开年干货大放送,六种电源电路设计模拟软件你常用哪种?

发布时间:2017-01-30 阅读量:1426 来源: 我爱方案网 作者: cywen

各位我爱方案网的新老网友新年好,在新的一年里祝各位工程师朋友们工作顺利,万事大吉。

对工程师来说,要想工作顺利,掌握过硬的技术能力是必要条件,我爱方案网今天给大家归纳总结了六种工程师常用的电源电路设计软件,哪种是你常用的,哪些又是可以参考使用的呢?详情如下。

SPICE模拟电路仿真


用于模拟电路仿真的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。
SPICE的正式实用版SPICE 2G在1975年正式推出,但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年,加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写,1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时,各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件,在SPICE的基础上做了大量实用化工作,从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。

现在用得较多的是PSPICE6.2,在同类产品中是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真 EDA软件,它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真结果,并可以自行建立元器件及元器件库。

PSPICE信息电子电路设计软件


PSPICE则是由美国Microsim公司在SPICE 2G版本的基础上升级并用于PC机上的SPICE版本,其中采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用,并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并,自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中,而后,ORCAD被Cadence收购。

在随后推出的PSPICE Release 9.0与传统的SPICE软件相比,PSPICE 9.0在三大方面实现了重大变革:首先,在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上,实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析;第二,不但能够对模拟电路进行,而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真;第三,集成度大大提高,电路图绘制完成后可直接进行电路仿真,并且可以随时分析观察仿真结果。

虽然PSPICE应用越来越广泛,但是也存在着明显的缺点。由于SPICE软件原先主要是针对信息电子电路设计而开发的,因此器件的模型都是针对小功率电子器件的,对于电力电子电路中所用的大功率器件存在的高电压、大注入现象不尽适用,有时甚至可能导致错误的结果。PSPICE采用变步长算法,对于以周期性的开关状态变化的电力电子电路而言,将造成大量的时间耗费在寻求合适的步长上面,从而导致计算时间的延长,有时甚至不收敛。另外,在磁性元件的模型方面PSPICE也有待加强.

PSPICE Release 9.0共有六大功能模块,其中核心模块是PSPICE A/D,其余功能模块分别是:Capture(电路原理图设计模块)、Stimulus Editor(激励信号编辑模块)、Model Editor(模型)。

Saber开关电源首选


Saber是美国Analogy公司开发并于1987年推出的模拟及混合信号仿真软件,Saber软件易主,成为Synopsys公司产品。被誉为全球最先进的系统仿真软件,也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品。与传统仿真软件不同,Saber在结构上采用硬件描述语言(MAST)和单内核混合仿真方案,并对仿真算法进行了改进,使Saber仿真速度更快、更加有效、应用也越来越广泛。应用工程师在进行系统设计时,建立最精确、最完善的系统仿真模型是至关重要的。

Saber可同时对模拟信号、事件驱动模拟信号、数字信号以及模数混合信号设备进行仿真。利用Calaversas算法,Saber可以确保同时进行的两个仿真进程都能获得最大效率,而且可以实现两个进程之间的信息交换,并在模拟和数字仿真分析之间实现了无缝联接。

在Saber中,仿真模型可以直接用数学公式和控制关系表达式来描述,而无需采用电子宏模型表达式。为了解决仿真过程中的收敛问题,Saber内部采用5种不同的算法依次对系统进行仿真,一旦其中某一种算法失败,Saber将自动采用下一种算法。通常,仿真精度越高,仿真过程使用的时间也越长。普通的仿真软件都不得不在仿真精度和仿真时间上进行平衡。Saber采用其独特的设计,能够保证在最少的时间内获得最高的仿真精度。Saber工作在SaberDesigner图形界面环境下,能够方便的实现与Cadence Design System、Mentor Graphics和Viewlogic的集成。

通过上述软件可以直接调用Saber进行仿真。

Saber的典型案例是航空器领域的系统设计,其整个设计过程包含了机械技术、电子技术、液压技术、燃油系统、娱乐系统、雷达无线技术等复杂的混合技术设计与仿真。从航空器、轮船、汽车到消费电子、电源设计都可以通过Saber来完成。

在开关电源设计中,如果有变压器,saber仿真是最好的,变压器模型比较全。saber仿真现在主要问题就是没有教材,不方便学习。

IsSpice交互式仿真软件


IsSpice是美国Intusoft公司推出的一种商业仿真软件,是ICAP/4软件集成系统的重要组成部分。InSpice是具有完善的仿真控制功能的交互式仿真软件,其主要特点包括:
(1)瞬态波形显示;
(2)电路元件电压、电流、功耗及模型参数显示;
(3)采用ICL交互式编程语言控制仿真过程;
(4)可进行成组参数扫描;
(5)可进行交流、直流、瞬态、噪声、傅立叶、失真度、温度、直流灵敏度、蒙特卡罗分析和最佳化分析;
(6)可测量电路参数临界值。

ICAP/4软件集成系统主要由SpiceNet、PreSPice、InSpice和IntuScope四大功能模块组成。ICAP/4的工作流程是:首先进入SpiceNet绘制电路图,并生成相应的Netlist文件,然后执行IsSpice仿真软件模块,在仿真之前系统将自动连接PreSpice仿真资料库中的元件模型,仿真完成之后利用IntuScope波形分析处理模块对仿真模型进行分析处理。

IntuScope波形分析处理软件能够实现数字式存储示波器和频谱分析仪的功能,能够对仿真结果进行实时分析和计算处理。主要能够实现:
(1)显示各种分析类型的仿真波形;
(2)波形分析参数包括:有效值、峰-峰值、平均值、最大值、最小值;
(3)允许同时显示和分析大量波形;
(4)可进行回归、滤波、增益、相位、上升/下降时间分析和计算.

SpiceNet电路原理图绘制模块


SpiceNet是电路原理图绘制模块,主要实现电路原理图的绘制、Netlist文件的自动生成、瞬态波形显示以及交互式仿真控制。SpiceNet与当前流行的各种仿真系统兼容,其输出文档格式适用于Mentor、OrCAD和Protel系统。 ICAP/4工业版的PreSpice元件资料库中包含10,000种以上的元件模型,以ASCⅡ格式保存,用户可以随时通过仿真模型浏览器Parts Browser对不同元器件供应商提供的元件模型进行浏览。同时,ICAP/4系统还提供了100多个通用模型,输入相应的元件参数后即可直接调用。另外,用户可以即时通过Internet下载最新的元件库。

EWB模数电路的混合仿真


20世纪90年代初推出的电路仿真软件。相对于其它EDA软件,它是较小巧的软件(只有16M)。但它对模数电路的混合仿真功能却十分强大,几乎100%地仿真出真实电路的结果,并且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器和电压表、电流表等仪器仪表。它的界面直观,易学易用。它的很多功能模仿了SPICE的设计,但分析功能比PSPICE稍少一些。

MATLAB产品族


它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功能。

PCB设计软件


PCB(Printed—Circuit Board)设计软件种类很多,如Protel;OrCAD;Viewlogic;

PowerPCB;Cadence PSD;MentorGraphices的Expedition PCB;Zuken CadStart;

Winboard/Windraft/Ivex-SPICE;PCB Studio;;TANGO等等。其中Protel是个完整的全方位电路设计系统,包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计(包含印刷电路板自动布局布线),可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客户/服务器体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。
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