幾種實用電源仿真軟體介紹

IsSpice是美國Intusoft公司推出的一種商業仿真軟體，是ICAP/4軟體集成系統的重要組成部分。ICAP/4軟體集成系統主要由SpiceNet、PreSPice、InSpice和IntuScope四大功能模塊組成。ICAP/4的工作流程是：首先進入SpiceNet繪製電路圖，並生成相應的Netlist文件，然後執行IsSpice仿真軟體模塊，在仿真之前系統將自動連接PreSpice仿真資料庫中的元件模型，仿真完成之後利用IntuScope波形分析處理模塊對仿真模型進行分析處理。

　　SpiceNet是電路原理圖繪製模塊，主要實現電路原理圖的繪製、Netlist文件的自動生成、瞬態波形顯示以及交互式仿真控制。SpiceNet與當前流行的各種仿真系統兼容，其輸出文檔格式適用於Mentor、OrCAD和Protel系統。 ICAP/4工業版的PreSpice元件資料庫中包含10,000種以上的元件模型，以ASCⅡ格式保存，用戶可以隨時通過仿真模型瀏覽器Parts Browser對不同元器件供應商提供的元件模型進行瀏覽。同時，ICAP/4系統還提供了100多個通用模型，輸入相應的元件參數後即可直接調用。另外，用戶可以即時通過Internet下載最新的元件庫。

　　InSpice是具有完善的仿真控制功能的交互式仿真軟體，其主要特點包括：(1)瞬態波形顯示;(2)電路元件電壓、電流、功耗及模型參數顯示;(3)採用ICL交互式程式語言控制仿真過程;(4)可進行成組參數掃描;(5)可進行交流、直流、瞬態、噪聲、傅立葉、失真度、溫度、直流靈敏度、蒙特卡羅分析和最佳化分析;(6)可測量電路參數臨界值。

　　IntuScope波形分析處理軟體能夠實現數字式存儲示波器和頻譜分析儀的功能，能夠對仿真結果進行實時分析和計算處理。主要能夠實現：(1)顯示各種分析類型的仿真波形;(2)波形分析參數包括：有效值、峰-峰值、平均值、最大值、最小值;(3)允許同時顯示和分析大量波形;(4)可進行回歸、濾波、增益、相位、上升/下降時間分析和計算。

　　用於模擬電路仿真的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)軟體於1972年由美國加州大學伯克利分校的計算機輔助設計小組利用FORTRAN語言開發而成，主要用於大規模集成電路的計算機輔助設計。SPICE的正式實用版SPICE 2G在1975年正式推出，但是該程序的運行環境至少為小型機。1985年，加州大學伯克利分校用C語言對SPICE軟體進行了改寫，1988年SPICE被定為美國國家工業標準。與此同時，各種以SPICE為核心的商用模擬電路仿真軟體，在SPICE的基礎上做了大量實用化工作，從而使SPICE成為最為流行的電子電路仿真軟體。

　　PSPICE則是由美國Microsim公司在SPICE 2G版本的基礎上升級並用於PC機上的SPICE版本，其中採用自由格式語言的5.0版本自80年代以來在我國得到廣泛應用，並且從6.0版本開始引入圖形界面。1998年著名的EDA商業軟體開發商ORCAD公司與Microsim公司正式合併，自此Microsim公司的PSPICE產品正式併入ORCAD公司的商業EDA系統中。目前，ORCAD公司已正式推出了ORCAD PSPICE Release 9.0，與傳統的SPICE軟體相比，PSPICE 9.0在三大方面實現了重大變革：首先，在對模擬電路進行直流、交流和瞬態等基本電路特性分析的基礎上，實現了蒙特卡羅分析、最壞情況分析以及優化設計等較為複雜的電路特性分析;第二，不但能夠對模擬電路進行，而且能夠對數字電路、數/模混合電路進行仿真;第三，集成度大大提高，電路圖繪製完成後可直接進行電路仿真，並且可以隨時分析觀察仿真結果。

　　參數提取模塊)、PSPICE/Probe(模擬顯示和分析模塊)和Optimizer(優化模塊)。 雖然PSPICE應用越來越廣泛，但是也存在著明顯的缺點。由於SPICE軟體原先主要是針對信息電子電路設計而開發的，因此器件的模型都是針對小功率電子器件的，對於電力電子電路中所用的大功率器件存在的高電壓、大注入現象不盡適用，有時甚至可能導致錯誤的結果。PSPICE採用變步長算法，對於以周期性的開關狀態變化的電力電子電路而言，將造成大量的時間耗費在尋求合適的步長上面，從而導致計算時間的延長，有時甚至不收斂。另外，在磁性元件的模型方面PSPICE也有待加強Saber是美國Analogy公司開發並於1987年推出的模擬及混合信號仿真軟體，被譽為全球最先進的系統仿真軟體，也是唯一的多技術、多領域的系統仿真產品。Analogy公司在機電一體化和電力電子設計、分析方面居世界領先地位，其產品廣泛應用於電力、電子、航空、運輸、家用電器及軍事等領域。與傳統仿真軟體不同，Saber在結構上採用硬體描述語言(MAST)和單內核混合仿真方案，並對仿真算法進行了改進，使Saber仿真速度更快、更加有效、應用也越來越廣泛。應用工程師在進行系統設計時，建立最精確、最完善的系統仿真模型是至關重要的。

Saber可同時對模擬信號、事件驅動模擬信號、數位訊號以及模數混合信號設備進行仿真。利用Analogy公司開發的Calaversas算法，Saber可以確保同時進行的兩個仿真進程都能獲得最大效率，而且可以實現兩個進程之間的信息交換，並在模擬和數字仿真分析之間實現了無縫聯接。Saber適用領域廣泛，包括電子學、電力電子學、電機工程、機械工程、電光學、光學、水利、控制系統以及數據採樣系統等等。只要仿真對象能夠用數學表達式進行描述，Saber就能對其進行系統級仿真。

　　在Saber中，仿真模型可以直接用數學公式和控制關係表達式來描述，而無需採用電子宏模型表達式。因此，Saber可以對複雜的混合系統進行精確的仿真，仿真對象不同系統的仿真結果可以同時獲得。為了解決仿真過程中的收斂問題，Saber內部採用5種不同的算法依次對系統進行仿真，一旦其中某一種算法失敗，Saber將自動採用下一種算法。通常，仿真精度越高，仿真過程使用的時間也越長。普通的仿真軟體都不得不在仿真精度和仿真時間上進行平衡。Saber採用其獨特的設計，能夠保證在最少的時間內獲得最高的仿真精度。Saber工作在SaberDesigner圖形界面環境下，能夠方便的實現與Cadence Design System、Mentor Graphics和Viewlogic的集成。通過上述軟體可以直接調用Saber進行仿真。

　　目前，美國Analogy公司與浙江大學電力電子應用技術國家工程研究中心合作成立了Analogy亞洲系統仿真中心(ZASC)，一方面為亞太地區Saber用戶提供技術支持和技術服務，另一方面也承接電力電子、機電一體化和混合技術的系統仿真、計算機輔助設計項目，並為企業培養系統仿真工程技術人才。

　　ORCAD PSPICE Release 9.0共有六大功能模塊，其中核心模塊是PSPICE A/D，其餘功能模塊分別是：Capture(電路原理圖設計模塊)、Stimulus Editor(激勵信號編輯模塊)、Model Editor(模型)。

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