盘点6种电路仿真软件,总有一款适合你-电路仿真软件是干啥的

2023-04-08 19:55:32

 

电源仿真软件有很多,如何选择呢?专注于电源仿真的杨帅锅以他的应用经验,帮大家分析常用6种电源仿真软件的利弊:

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六款电路仿真软件对比

这里,我列举了市面上常见到的电源仿真软件,把它们的特性做了一个表格,以我的应用的经验,做一些解释,可以为大家简单介绍一下不同的仿真软件优点以及最擅长的事情。

PSPICE、SABER:更偏向于模拟,即连续系统,精度高但是运行速度很慢,很慢,很慢,这里说三遍。此外,这两款软件不能直接用仿真,跑环路分析,只能用平均模型去分析,所以上手难度高。做芯片设计的人可能会用PSPICE用的比较多,因为是Cadence里面的一个组件。

PSIM:连续和离散的系统都可以分析,运行速度快,建模能力高,在这几款软件中,PSIM是最简单的,上手特别快,所以国内用的人较多。但也有问题,不能仿真开关与环路。

SIMLIPS:SPICE核心的简化版,与PSPICE差不多,把PSPICE的一些优点也拿过来,同时更稳定不是那么容易跑飞,很容易收敛,不像PSPICE好不容易跑了一个多小时之后,发现直接报错,会很崩溃。SIMLIPS能够直接分析开关器件,做系统分析时候,非常有用。

SIMULINK、PLECS:这两个的操作方式是差不多的,如用户界面一些习惯。当然PLECS以前是SIMULINK里面的一个小组件,后面它独立出来的,所以会了SIMULINK,PLECS也会了。它们的区别是PLECS会快一些,至少3倍以上,它在算法和求解器上做了一些优化。这两个软件都可以分析连续系统,尤其在离散系统这一块更是它们的强项,包括离散的建模,还有一些用代码来实现做一些仿真。这方面都是它们两个强项,也能够分析环路,但是它们的分析方法跟SIMLIPS用一个分段线性的方法不一样,以我来看是一个暴力求解器的方法来做的。

从上手难度来讲,PSPICE跟SABER的难度是非常高的,而SIMULINK如果你有基础你习惯了MTALAB的操作方式还有一些语言的配合搭配,习惯了之后难度上手会低一些,SIMLIPS和PLECS的难度稍微会比前面两个低一些。

PSIM软件上手难度是最简单的,也是稍微学一下就可以拿来干活的。所以如果是一个新手,该选择哪一个软件来做?我建议要是不想花太多的时间精力,用PSIM就好了,如果想更深入点研究,就可以考虑MTALAB的SIMULINK或者是PLECS,如果是偏模拟,就去研究SIMLIPS。

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使用PLECS搭建逆变器仿真模型

下面就来看一下如何在PLECS这个软件中,把上一讲逆变器的仿真模型搭出来(点击回看),并调试参数,为做实际的样机建立一个理论的基础。

先在PLECS里面新建一个文件,一步一步来实现离网的逆变器闭环的控制。完整的模型搭建、参数调节过程,请观看视频:PLECS小白上手指南。以下是主要的几大步骤介绍:

第一步搭建功率等级模型

先把功率级的几个器件放进去,可以根据个人喜好来做,比如本人是喜欢先把东西全放好之后,再连线。

在连线时,需要注意的是PLECS里面有分为黑色和绿色两种线。黑色的线是属电气属性,只能跟电气这块的线连接,绿色比如说IGBT的G这一块是绿色的输入信号,在这个软件中的绿色代表的是信号和控制属性。

现在参数都没计算,先把线连起来,后面再去算参数。

第二步搭建PWM方波

我们需要把PWM的方波搭出来,假设这里使用的是单极性倍频调制(详见上一期视频讲解)。

通过网络名的形式,将PWM方波与IGBT桥臂连接。

连接完成之后,就可以通过示波器查看波形:

示波器显示:电感的电流、输出电压、2个桥臂的驱动波形。

之后修改求解器的值,以1us做间隔,仿真时间100ms。设置为求解器之后,需要调试正弦波,给定幅度150V,频率50Hz,并设置调制比为0.8,然后就可以看到:

以上就把开环的模型做好了,下一步就是要加闭环了。

第三步搭建闭环

加闭环就是把开环的占空比,换成闭环输出的一个调制量。为了仿真方便,做一个开关手动去切开环和闭环。

通过示波器查看:第一组波形是负载电流与输出电压,第二组波形是电感电流与桥臂电压(开关节点波形),开环状态下波形:

现在开始搭闭环,包括电压环、电流环。完整的模型如下图:

最后运行效果:

负载电流、输出电压、电感电流、桥臂电压

PR比例控制器波形

转载自:达尔闻说

文章来源于盘点6种电路仿真软件,总有一款适合你

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