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电源仿真软件盘点

电源仿真软件盘点
来源于公众号“开关电源分析与研究”
作者:Power Research
公司:Cadence
简介:
这是一款业界公认的仿真器,集成在Cadence公司的OrCAD软件包内。OrCAD PSpice是一个高性能,工业级的模拟和混合信号仿真工具和 波形查看器。作为最受欢迎的通用和混合模式电路仿真工具,PSpice从元器件供应商处为用户提供了大量的仿真模型。PSpice 仿真技术在各个领域得到广泛应用,比如航天,医疗,电力电子和汽车电子等。此外,PSpice在研究领域也被作为参考结果广泛使用。PSpice能够仿真从简单和复杂电子电路,电源系统到射频领域的系统和IC设计。自带数学函数,模拟行为模型,电路优化和机电一体化联合仿真等功能,使得OrCAD PSpice仿真环境远远超出了一般电路仿真工具的范畴。
优点:
高准确度:最精确的SPICE仿真器,用于基于SPICE的混合信号电路仿真;
模型广泛:各个IC厂家提供大量仿真模型,自带数学函数和模拟元器件行为建模技术允许用户进行各种高度自定义仿真。
功能强大:强大的波形查看和波形后处理公式支持快速检查和分析结果。
用户广泛:Pspice已经成为业界标准,各大主流半导体公司都会提供元器件的Pspice模型,为后续系统与应用级仿真创造了良好的条件。
底层与系统级仿真集成:Pspice可支持Matlab,C/C++/System C, Verilog-A-ADMS等功能。
缺点:
集成在大软件内,安装包大且安装不易;
操作不方便;
仿真速度慢,电脑资源消耗大;
不容易收敛;
需要开关电源的平均模型才能进行交流仿真;
总结:
Pspice是功能很强大的仿真工具,可以应用在各种电子应用中,而且资源众多,但是初学者用起来经常会出现各种问题,建议有一点仿真基础以后再来学习。
公司:POWERSYS
最新版本:PSIM 12.0
简介
PSIM是电子电路仿真软件包,专门设计用于电力电子和电机驱动仿真,但可用于仿真任何电子电路。PSIM由Powersim开发,使用节点分析和梯形规则集成作为其仿真算法的基础。PSIM提供了原理图编辑器和波形查看器Simview。PSIM具有几个模块,这些模块将其功能扩展到电路仿真和设计的特定领域,包括:控制理论,电动机,光伏和风力涡轮机。主要应用领域包括:马达驱动设计,电力电子与电源设计和数字电源设计等。
优点:
操作简单;
仿真速度快;
支持主流仿真模式分析;
支持交流扫描模式(AC Sweep),无需平均模型;
支持C/VHDL/Verilog;
支持C2000数字控制器;
缺点
精度有限;
主流半导体公司库文件不支持;
总结
PSIM是一款优秀的电力电子仿真软件,尤其擅长马达驱动控制与数字电源仿真设计。由于PSIM使用理想的开关,因此仿真结果与实际电路存在一定差距(与模型精确度有关),从而使PSIM更适合于系统级研究,而不是开关转换研究。由于操作简单,适合拓扑结构与控制算法学习与分析。
公司:SIMPLIS Technologies, Inc.
最新版本:Simetrix/Simplis 8.3
简介:
SIMetrix/SIMPLIS是一款用于电力电子高效设计的高性能仿真工具,这款软件也是近些年的后起之秀,尤其在开关电源领域,因其仿真速度快,精度高且环路分析简便等迅速占领了各大电源半导体厂商和系统厂商的市场。
其中集成了SIMetrix和SIMPLIS两款仿真内核,为工程师提供了可靠的、易于使用的、并完美结合了速度与精度的电路仿真方式。
SIMetrix是一款增强型SPICE类混合模式仿真器,可帮助工程师分析和验证一系列的电路应用,包括板级、芯片级设计和电力电子电路,为设计人员提供了一个结合了精度、速度和快速收敛性的高效EDA解决方案。
SIMPLIS是专为电力电子设计人员开发的一款高性能电源仿真软件,作为电源系统设计与新产品开发的仿真标准,广泛应用于各类电源设计,通讯设备等领域。
应用:
半导体厂商主要用来新建各种电源控制器的行为级和系统级的模型,验证拓扑结构和控制方法,并在芯片开发完成以后提供给客户进行应用级仿真评估;
系统厂商会在选择方案时使用半导体厂商提供的芯片模型搭建系统级应用电路评估其性能是否满足要求。
优点:
缺点:
数字电源控制功能需要加强;
推广不好,国内用户不多;
总结:
Simplis是一款非常适合用来学习开关电源的仿真软件,操作简单,非常容易上手,且仿真波形与实际非常接近,相信会有越来越多的朋友喜欢这款软件。
公司:Synopsys
简介:
Saber仿真软件是美国Synopsys公司的一款EDA软件,被誉为全球最先进的系统仿真软件,是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品,现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准,可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器,兼容模拟、数字、控制量的混合仿真,可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题。
Saber的典型案例是航空器领域的系统设计(高大上),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。
优点:
功能极度强大;
行业标杆;
缺点:
入门难度较高;
操作复杂;
仿真速度慢,内存资源消耗严重;
总结:
Saber无疑是一款高大上的仿真软件,看看人家的网站上展示的都是汽车和航天器的应用案例,功能自不必说,十分强大,但是对于电源领域来说有点大材小用,且操作起来不太方便,用户体验不是很好,我自己用过一段时间,后来感觉驾驭不住就没有继续使用了。不建议大家作为入门学习研究使用,当然从事高大上领域研究的朋友们欢迎分享使用心得。
公司:MathWorks
简介:
广大朋友们对Matlab应该都很熟悉,在学校时应该或多或少学过一点。其中Matlab-Simulink中集成了电力系统工具包PowerSystem,这使得Matlab可以用于电力电子仿真。PowerSystem的仿真是基于Matlab的Simuilnk图形环境,因而使用起来与其他仿真软件一样方便.
Matlab的缺点在于目前的PowerSystem是基于一般电路元件的模型以及数学模块(例如传递函数)来进行仿真的,与实际元件的参数有差别,仿真的结果与实际电路有一定距离,其结果的参考意义主要体现在电路的总体与系统上。其中的开关和控制单元大量使用了理想元件,其中的开关控制器只要直接与开关相连即可,基本忽略了对实际开关的暂态过程描述。总而言之,Matlab是对理想模型的仿真,不能考虑非理性状态下的情况。
优点:
理想化元器件模型,仿真速度快;
数据处理功能强大;
擅长控制算法建模;
缺点:
理想元器件,与实际结果不相符合;
芯片库文件几乎没有;
总结:
Matlab/Simulink也是一款优秀的仿真软件,不局限于电力电子或电源领域,尤其适合做控制算法研究,所以多见于学术研究中。但是因为器件模型过于理想,会与实际情况有点出入,对于电源行业来说,可用之研究控制算法即可。
公司:ADI
简介:
LTspice是一款高性能SPICE仿真软件、电路图捕获和波形观测器,并为简化模拟电路的仿真提供了改进和模型。LTspice 的下载内容中包括了用于大多数 Analog Devices 开关稳压器、放大器的宏模型,以及用于一般电路仿真的器件库。
优点:
软件安装包小,资源消耗少;
操作简单;
仿真速度快;
缺点:
所支持大多仅为ADI公司自己的芯片模型;
功能有限;
总结:
ADI公司推出的这一款仿真软件,小巧好用,非常适合用来评估学习ADI公司设计的芯片应用电路,但是并没有包含其他家的芯片模型。且功能有限,仅适合做应用级仿真。
公司:TINA&TI
简介:
TINA-TI是TI公司定制化的SPICE仿真软件,可以支持电源、信号链仿真,且TI公司提供了很多芯片模型,支持主流的仿真模式,可以很方便的评估电路性能。
优点:
软件安装包小,资源消耗少;
操作简单;
仿真速度快;
更适合评估信号链产品(运放,ADC,DAC等)
缺点:
功能有限;
所支持大多仅为TI公司自己的芯片模型;
总结:
TI公司推出的这一款半定制化仿真软件,小巧好用,非常适合用来评估学习TI公司设计的芯片应用电路,但是并没有包含其他家的芯片模型。且功能有限,仅适合做应用级仿真。
其他与总结
可能还有朋友会提到例如Multisim,Proteus等,这些软件我以前也都曾经用过,个人体会是Multisim适合在学习模拟电路和电路分析原理课程时使用,其内部丰富的测试测量仪器可随时随地模拟实验,非常有益于理解电路工作原理。Proteus我曾经在学习单片机时用到过,后来发现单片机开发板越来越便宜后就购买了开发板直接做实验学习,便没有继续使用了。当然还有一些仿真软件没有提到,我自己也没有用过,就不给大家介绍了。
子曰
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2019-10-27