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文章詳情
**電源工程師是如何進(jìn)行電源設計的
日期：2024-06-25 04:25
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摘要：電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了電源技術(shù)這一領(lǐng)域的飛速前進(jìn)，同時(shí)也給電源工程技術(shù)人員帶來(lái)了****的機遇和挑戰，小到家用電器，大到大型電力行業(yè)所用的儀器設備，無(wú)不需要電源來(lái)提供能源，這也更需要大量具有電源專(zhuān)業(yè)知識水平的工程師來(lái)完成設計和開(kāi)發(fā)。
而電源工程師主要是指從事開(kāi)關(guān)、通訊、設備等電源的設計與研發(fā)工作的相關(guān)人員。
那么，一個(gè)成熟的電源工程師是怎樣工作的呢？主要有十點(diǎn)：
一：符合電源設計要求，評估成本，定可行性方案。
二：根據客戶(hù)要求給出報價(jià)，給定大體的元件成本與生產(chǎn)成本，可行性電路。
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電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了電源技術(shù)這一領(lǐng)域的飛速前進(jìn)，同時(shí)也給電源工程技術(shù)人員帶來(lái)了****的機遇和挑戰，小到家用電器，大到大型電力行業(yè)所用的儀器設備，無(wú)不需要電源來(lái)提供能源，這也更需要大量具有電源專(zhuān)業(yè)知識水平的工程師來(lái)完成設計和開(kāi)發(fā)。
而電源工程師主要是指從事開(kāi)關(guān)、通訊、設備等電源的設計與研發(fā)工作的相關(guān)人員。
那么，一個(gè)成熟的電源工程師是怎樣工作的呢？主要有十點(diǎn)：
一：符合電源設計要求，評估成本，定可行性方案。
二：根據客戶(hù)要求給出報價(jià)，給定大體的元件成本與生產(chǎn)成本，可行性電路。
三：構想出原理圖，確定所選取的功率管，變壓器，*穩定*簡(jiǎn)單生產(chǎn)又方便的原理方案。
四：根據原理圖，客戶(hù)給定的樣板要求或外殼要求設計PCB。
五：根據原理圖，裝配合適元件，對電器參數調整。讓本機在*低要求下能正常工作。
六：上負載測試，功率達80測式，檢查輸出波形，電壓要求，電磁性能，功率管溫度，電壓穩定度，轉換效率。在這一個(gè)程中，對電子元件進(jìn)行合適的參數調整。
七：強化測試！也就是超負何，短路，低壓，過(guò)壓，強溫，防震等測試。
八：根據樣板確定原理圖準確的參數，定好方位圖，物料圖，發(fā)給生產(chǎn)部，倉管，跟單員，對樣板進(jìn)行小批量生產(chǎn)。
九：對樣板進(jìn)行嚴格測試，各種性能OK，由業(yè)務(wù)員發(fā)給客戶(hù)評估。OK了，可以量產(chǎn)。
十：以后生產(chǎn)對項目進(jìn)行跟蹤，改良，以*短時(shí)間，*好質(zhì)量給客戶(hù)出貨。
其實(shí)，工程師所有參數是從經(jīng)驗與調試中出來(lái)的。我們設計電源，對參數的計算95%是不要的。比如逆變器，1000W，可以用兩個(gè)55，因為每個(gè)都能達500，也可以用4個(gè)40，因為每個(gè)40可以達350W。變壓器，哪用算呢！不過(guò)要有經(jīng)驗。
當然你也可以參考完成的產(chǎn)品來(lái)定！線(xiàn)圈數，我們也要給驗。電路參數，對于電子元件，就那幾個(gè)：電阻，電容，二極管，三極管，電感，熱敏，壓敏，場(chǎng)管，變壓器，保險，集成電路等。
各個(gè)元件的組合，也就是我們的基本電路：放大，濾波，隔離，信號源，穩壓，比較，電流放大，電壓放大等常駐用電路。當然還要加上自己想出來(lái)的一些獨立電路！
所以，可以把電源板看成一個(gè)統一體，然后有所需用常用電路相拼。這樣就能得出一款好的產(chǎn)品。對于新產(chǎn)品，要用自己比較了解又有把握的電路！如不是，設計出來(lái)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)上問(wèn)題就會(huì )非常多！
電源用通常理解的話(huà)說(shuō)：是一種可以為電子電器提供合適電壓，電流，波形與頻率的轉換裝置！比如：直流電源，可以理解為頻率為零，波形為直線(xiàn)的電源。交流電源，可以理解為電壓交替變換（正負在兩電極間轉換），有頻率，波形的電源！
不管哪一種電源，都可以用微分積分數學(xué)把它在任一點(diǎn)時(shí)間內的值求解，且有唯壹解，比如：方波，是有無(wú)數量級的正弦波組成，因此，方波可以分解為奇次諧波與牛次諧波，我們一般取值3次諧波就可以滿(mǎn)足要求，占功率*大部分是基波。
由于現在的電源采用的變壓器基本上為高頻磁心，所以場(chǎng)效應管就成為主要的功率器件！大家都明白，場(chǎng)效應管是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的，所以以它作為功率管，電源輸出的都是脈沖方波，因此場(chǎng)效應管為功率的電源都帶有很大份量的諧波與基波！
對于場(chǎng)效應管為開(kāi)關(guān)功率管的電源，還要明白的就是：場(chǎng)效應管所生產(chǎn)的損耗90%是在開(kāi)通至關(guān)斷的時(shí)間內生產(chǎn)的，因為開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間內都有一個(gè)很大的瞬間電阻！所以解決開(kāi)關(guān)電源問(wèn)題，其實(shí)主要的工作就是如何減小開(kāi)通，關(guān)斷損耗，對于諧波，可以通過(guò)濾波器來(lái)解決！
我們還有一點(diǎn)要明白的就是：場(chǎng)效應管對瞬間變化的電壓很敏感，所以給它供電的電源必須電壓要穩定！
*后要明白的就是：它的柵極電阻很大，一點(diǎn)點(diǎn)電壓就可以讓其開(kāi)通，基本上不要求有電流。所以場(chǎng)效應管是一種電壓控制元件。
使用好場(chǎng)效應管的注意事項：
1、供電電壓要穩定。
2、控制好開(kāi)通，關(guān)斷損耗。
3、適當降低柵極電阻，防止誤導通。
4、要有低通放電電路與速充電電路，因為場(chǎng)管是柵極有電容，其電容充電要快，放電也要快！所以要用圖騰柱電路。
如何設計一款好電源：
**：確定你的電源功率與輸入電壓。由電源功率選擇開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流，變壓器體積，輸入電壓確定開(kāi)關(guān)管的耐壓與變壓器輸入圈數。
第 二 ：不管何種電壓，電源功率，用到場(chǎng)管都要有低通放電與速充電電路。
第三：變壓器要有吸收電路，把諧波吸收。
第四：場(chǎng)管柵極內阻要用電阻接地拉低。
第五：要選擇合適的開(kāi)關(guān)頻率，保證靜太損耗*小的同時(shí)，場(chǎng)管轉換效率*高。
第六：對于輸入電壓超過(guò)75V時(shí)，要考濾諧振電路作為負助功能電路。
第七：功率過(guò)大時(shí)，要考濾PFC電路接入設計中。
第八：驅動(dòng)信號要穩定！且要有5V以上。
不管是開(kāi)關(guān)電源，逆變電源，高頻設計成為主要的技術(shù)手段與主流！對于很多沒(méi)計過(guò)電源或是對電源設計還未達到項目開(kāi)發(fā)能力的人來(lái)說(shuō)，一想到設計，就會(huì )想到各種各樣的計算模式！這種想法是對的，但做法是錯的！
真正的電源高手從來(lái)不去計算太多的。就算元件有1000個(gè)，也不會(huì )動(dòng)筆去算得太多！但出來(lái)的電源卻是效果超好。
再談一下電源設計工具
電源設計過(guò)程是一項極為艱難的工作，從對復雜電路的理解到尋求芯片經(jīng)銷(xiāo)商的幫助，沒(méi)有一件是輕松容易的事情。分享幾種主流的電源設計工具，利用現有的一些軟件和硬件工具，降低電源設計的復雜度，將電源設計真正掌握在自己手中。
1、SIMetrix/SIMPLIS
SIMetrix/SIMPLIS美國Transim公司開(kāi)發(fā)的軟件包。它包含兩個(gè)仿真內核－SIMetrix和SIMPLIS，共用一個(gè)原理圖編輯界面，界面簡(jiǎn)單，相對更容易掌握。其中SIMetrix是在SPICE和XSPICE基礎上開(kāi)發(fā)出來(lái)的混合信號電路仿真器，它和其他SPICE類(lèi)仿真軟件類(lèi)似，可以精 確分析電路元件工作的暫態(tài)過(guò)程。SIMPLIS是以狀態(tài)空間法為基礎的仿真內核，它的元器件采用分段線(xiàn)性的建模方式，運算效率很高，仿真速度是一般SPICE類(lèi)仿真軟件的10到50倍。并可以直接進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的小信號分析。適合于電源系統分析，設計和優(yōu)化。
SIMetrix SPICE本質(zhì)上和PSpice等仿真軟件相似，此外還它還提供了豐富的分析模式，以AC分析為例，標準SPICE只能進(jìn)行頻率掃描，SIMetrix SPICE可以提供5種掃描模式。例如通過(guò)對固定頻率下的放大器直流輸入電壓掃描，查看輸入偏置及其增益的關(guān)系曲線(xiàn)，或進(jìn)行放大器源電阻噪聲掃描分析給出優(yōu)化值等等。同時(shí)可對電路做蒙特卡羅等分析，優(yōu)化電路性能。
SIMPLIS是“Simulation For Piecewise Linear System”首字母縮寫(xiě)詞。專(zhuān)門(mén)為開(kāi)關(guān)電源系統的快速建模仿真而設計。SIMPLIS對非線(xiàn)性器件采用分段線(xiàn)性建模，將一個(gè)完整的系統定義為線(xiàn)性電路拓撲的循環(huán)序列，以描述開(kāi)關(guān)電源系統中半導體器件的開(kāi)關(guān)特性。因此可以取得很高的速度，同樣硬件配置下，其仿真速度比SPICE類(lèi)軟件快10到50倍，這一特點(diǎn)是SIMPLIS在工程應用中尤其是電源行業(yè)里與其他仿真軟件競爭的優(yōu)勢所在。其缺點(diǎn)在于分段線(xiàn)性模型沒(méi)有利用非線(xiàn)性方程描述的SPICE模型精 確，因此在模擬實(shí)際電路波形方面，如開(kāi)關(guān)電流，電壓尖刺等開(kāi)關(guān)暫態(tài)過(guò)程可借助SIMetrix。
SIMPLIS具有兩種獨有的分析模式，POP（Period Operating Point）分析和AC分析。POP分析是一種快速確定開(kāi)關(guān)電源穩態(tài)工作點(diǎn)的算法。在這種分析模式下，電路無(wú)需進(jìn)行較長(cháng)時(shí)間電路啟動(dòng)瞬態(tài)仿真，就可快速確定開(kāi)關(guān)系統的穩態(tài)工作點(diǎn)。它比通常意義上的瞬態(tài)仿真快100倍以上。大幅縮短了仿真時(shí)間。SIMPLIS另一個(gè)非常突出的特點(diǎn)是可直接對開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行小信號分析。我們知道傳統的靜態(tài)頻率掃描方法并不適用于開(kāi)關(guān)電路。
通常設計人員需要再次解析開(kāi)關(guān)電源的狀態(tài)方程建立平均模型，建模難度較大，要求工程設計人員具備較好的拓撲分析和控制理論基礎。SIMPLIS的AC分析不需要獲得平均模型即可得到頻域響應，它模擬真實(shí)硬件電路的掃頻測量方法。在創(chuàng )建好的原理圖中加入AC擾動(dòng)源即可進(jìn)行小信號分析。其分析過(guò)程可簡(jiǎn)單描述為首先開(kāi)始POP分析，計算出系統的穩態(tài)工作點(diǎn)，然后進(jìn)行小信號掃描，得出所需頻域曲線(xiàn)。
2、PI Expert Suite
PI Expert 是PI公司推出的一款用于單片開(kāi)關(guān)電源的計算機輔助設計軟件，也稱(chēng)為PI Expert專(zhuān)家系統，目前的版本是9.0。它能根據設計人員的要求，在輸入了一系列技術(shù)指標以后，自動(dòng)生成電路拓撲、設計結果、材料清單、PCB布局、變壓器參數和結構等。在1-5分鐘內，就可以完成一款單片開(kāi)關(guān)電源的設計工作。目前支持的單片IC有以下幾類(lèi)：
TOPSwitch-GX PeakSwitch TinySwitch-II TinySwitch-III DPA-Switch
LinkSwitch-II PI Expert Suite 9.0。新版軟件現在增加了對其LinkSwitch
-PL和LinkSwitch-PH LED驅動(dòng)器IC以及近期推出的TinySwitch-4離線(xiàn)式開(kāi)關(guān)IC產(chǎn)品系列的設計支持。V9.0還附帶一款增強的電路原理圖處理工具，借助這個(gè)工具，設計師可將自動(dòng)生成的電路原理布局圖所創(chuàng )建的*終BOM上傳至選定、可滿(mǎn)足設計需求的優(yōu)越分銷(xiāo)商。
PI Expert：是自動(dòng)化的圖形用戶(hù)界面（GUI）程序，它可以根據用戶(hù)的電源規格參數，自動(dòng)生成圍繞Power Integrations某一IC產(chǎn)品系列的電源轉換方案。PI Expert可提供構建和測試工作原型所需的所有必要信息。這些信息包括完整的交互式電路原理圖、物料清單（BOM）、電路板布局建議以及詳細的電氣參數表。PI Expert還可提供完整的變壓器設計，包括磁芯尺寸、線(xiàn)圈圈數、適當的線(xiàn)材規格以及每個(gè)繞組所用的并繞線(xiàn)數。此外，還可生成詳細的繞組機械裝配說(shuō)明。該程序可以將設計時(shí)間從數天縮短至幾分鐘。
3、webench
自從德州儀器于1999年推出 WEBENCH 網(wǎng)上設計工具后，設計工程人員便可在數分鐘內于網(wǎng)上創(chuàng )建出可靠的電源供電電路，用戶(hù)只要輸入所要求的電路性能， WEBENCH 工具套件便可完成設計。今天，WEBENCH 設計工具可以在數秒間創(chuàng )建和展示出所有符合設計要求的可行方案，包括電源供應器、照明系統和傳感電路等，讓用戶(hù)可在決定設計方案前，從系統和供應鏈的角度比較來(lái)自不同設計的數值，而這種專(zhuān)業(yè)的分析工具在業(yè)內可說(shuō)是唯壹的。
所有這些設計工具都可通過(guò) WEBENCH Visualizer 接口提供出多個(gè)不同的完整系統選擇 （一目了然的數值比較?。?nbsp;，而設計工程人員只需調校 WEBENCH 優(yōu)化旋鈕便可從大小、效率和系統成本的角度調整結果。。
WEBENCH 設計工具中的經(jīng)濟效益系統（Eco-System 是促成這種數值式比較的關(guān)鍵，當中包含超過(guò) 110 個(gè)不同的組件供貨商和電子零件分銷(xiāo)商，該 Eco-System 可提供超過(guò) 21.000 款組件的電氣和物理特性，而且其網(wǎng)上價(jià)格和供貨數據可每小時(shí)更新。目前，WEBENCH 設計工具可支持簡(jiǎn)體中文、日文和英文三種語(yǔ)言。
采用 WEBENCH 設計工具，您只需進(jìn)行幾個(gè)步驟便可在數分鐘內創(chuàng )建一個(gè)設計：
定義系統的性能要求，包括光輸出、傳感器精 確度或電壓和電流；
選擇您偏愛(ài)的 FPGA、LED 或組件供貨商；
在可視熒幕上從大小、成本、效率和簡(jiǎn)易度檢討*后得出來(lái)的完整解決方案；
分析和調整*后得出來(lái)的拓撲和組件供貨商；
打印項目或設計報告或訂購短時(shí)間付運的完整建模 （Build It） 套件；
今天決定設計，明天進(jìn)行組裝；
配合超過(guò)150萬(wàn)個(gè)成功設計，使 WEBENCH 設計工具的創(chuàng )意無(wú)限。
4、SwitcherPro
SwitcherPro 軟件為您提供電源設計的電路圖和布局建議。一旦您運行了軟件，您便會(huì )注意到窗口左側的 EVM 設計選項。例如，您會(huì )在給出的列表中找到 TPS54331 EVM。
SwitcherPro 工具還為您提供了修改電路要求的機會(huì )，甚至可以修改示意圖中的組件。通過(guò)復制 EVM 設計，然后選擇編輯電路選項，便可以進(jìn)行修改。這樣一來(lái)，您就可以修改 DC/DC 轉換器的輸入*小值和*大值，也可以修改輸出電壓和電流要求。軟件還具有一般分析、應力分析、效率分析和回路分析功能，方便您評估電路。
而電源工程師主要是指從事開(kāi)關(guān)、通訊、設備等電源的設計與研發(fā)工作的相關(guān)人員。
那么，一個(gè)成熟的電源工程師是怎樣工作的呢？主要有十點(diǎn)：
一：符合電源設計要求，評估成本，定可行性方案。
二：根據客戶(hù)要求給出報價(jià)，給定大體的元件成本與生產(chǎn)成本，可行性電路。
三：構想出原理圖，確定所選取的功率管，變壓器，*穩定*簡(jiǎn)單生產(chǎn)又方便的原理方案。
四：根據原理圖，客戶(hù)給定的樣板要求或外殼要求設計PCB。
五：根據原理圖，裝配合適元件，對電器參數調整。讓本機在*低要求下能正常工作。
六：上負載測試，功率達80測式，檢查輸出波形，電壓要求，電磁性能，功率管溫度，電壓穩定度，轉換效率。在這一個(gè)程中，對電子元件進(jìn)行合適的參數調整。
七：強化測試！也就是超負何，短路，低壓，過(guò)壓，強溫，防震等測試。
八：根據樣板確定原理圖準確的參數，定好方位圖，物料圖，發(fā)給生產(chǎn)部，倉管，跟單員，對樣板進(jìn)行小批量生產(chǎn)。
九：對樣板進(jìn)行嚴格測試，各種性能OK，由業(yè)務(wù)員發(fā)給客戶(hù)評估。OK了，可以量產(chǎn)。
十：以后生產(chǎn)對項目進(jìn)行跟蹤，改良，以*短時(shí)間，*好質(zhì)量給客戶(hù)出貨。
其實(shí)，工程師所有參數是從經(jīng)驗與調試中出來(lái)的。我們設計電源，對參數的計算95%是不要的。比如逆變器，1000W，可以用兩個(gè)55，因為每個(gè)都能達500，也可以用4個(gè)40，因為每個(gè)40可以達350W。變壓器，哪用算呢！不過(guò)要有經(jīng)驗。
當然你也可以參考完成的產(chǎn)品來(lái)定！線(xiàn)圈數，我們也要給驗。電路參數，對于電子元件，就那幾個(gè)：電阻，電容，二極管，三極管，電感，熱敏，壓敏，場(chǎng)管，變壓器，保險，集成電路等。
各個(gè)元件的組合，也就是我們的基本電路：放大，濾波，隔離，信號源，穩壓，比較，電流放大，電壓放大等常駐用電路。當然還要加上自己想出來(lái)的一些獨立電路！
所以，可以把電源板看成一個(gè)統一體，然后有所需用常用電路相拼。這樣就能得出一款好的產(chǎn)品。對于新產(chǎn)品，要用自己比較了解又有把握的電路！如不是，設計出來(lái)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)上問(wèn)題就會(huì )非常多！
電源用通常理解的話(huà)說(shuō)：是一種可以為電子電器提供合適電壓，電流，波形與頻率的轉換裝置！比如：直流電源，可以理解為頻率為零，波形為直線(xiàn)的電源。交流電源，可以理解為電壓交替變換（正負在兩電極間轉換），有頻率，波形的電源！
不管哪一種電源，都可以用微分積分數學(xué)把它在任一點(diǎn)時(shí)間內的值求解，且有唯壹解，比如：方波，是有無(wú)數量級的正弦波組成，因此，方波可以分解為奇次諧波與牛次諧波，我們一般取值3次諧波就可以滿(mǎn)足要求，占功率*大部分是基波。
由于現在的電源采用的變壓器基本上為高頻磁心，所以場(chǎng)效應管就成為主要的功率器件！大家都明白，場(chǎng)效應管是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的，所以以它作為功率管，電源輸出的都是脈沖方波，因此場(chǎng)效應管為功率的電源都帶有很大份量的諧波與基波！
對于場(chǎng)效應管為開(kāi)關(guān)功率管的電源，還要明白的就是：場(chǎng)效應管所生產(chǎn)的損耗90%是在開(kāi)通至關(guān)斷的時(shí)間內生產(chǎn)的，因為開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間內都有一個(gè)很大的瞬間電阻！所以解決開(kāi)關(guān)電源問(wèn)題，其實(shí)主要的工作就是如何減小開(kāi)通，關(guān)斷損耗，對于諧波，可以通過(guò)濾波器來(lái)解決！
我們還有一點(diǎn)要明白的就是：場(chǎng)效應管對瞬間變化的電壓很敏感，所以給它供電的電源必須電壓要穩定！
*后要明白的就是：它的柵極電阻很大，一點(diǎn)點(diǎn)電壓就可以讓其開(kāi)通，基本上不要求有電流。所以場(chǎng)效應管是一種電壓控制元件。
使用好場(chǎng)效應管的注意事項：
1、供電電壓要穩定。
2、控制好開(kāi)通，關(guān)斷損耗。
3、適當降低柵極電阻，防止誤導通。
4、要有低通放電電路與速充電電路，因為場(chǎng)管是柵極有電容，其電容充電要快，放電也要快！所以要用圖騰柱電路。
如何設計一款好電源：
**：確定你的電源功率與輸入電壓。由電源功率選擇開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流，變壓器體積，輸入電壓確定開(kāi)關(guān)管的耐壓與變壓器輸入圈數。
第 二 ：不管何種電壓，電源功率，用到場(chǎng)管都要有低通放電與速充電電路。
第三：變壓器要有吸收電路，把諧波吸收。
第四：場(chǎng)管柵極內阻要用電阻接地拉低。
第五：要選擇合適的開(kāi)關(guān)頻率，保證靜太損耗*小的同時(shí)，場(chǎng)管轉換效率*高。
第六：對于輸入電壓超過(guò)75V時(shí)，要考濾諧振電路作為負助功能電路。
第七：功率過(guò)大時(shí)，要考濾PFC電路接入設計中。
第八：驅動(dòng)信號要穩定！且要有5V以上。
不管是開(kāi)關(guān)電源，逆變電源，高頻設計成為主要的技術(shù)手段與主流！對于很多沒(méi)計過(guò)電源或是對電源設計還未達到項目開(kāi)發(fā)能力的人來(lái)說(shuō)，一想到設計，就會(huì )想到各種各樣的計算模式！這種想法是對的，但做法是錯的！
真正的電源高手從來(lái)不去計算太多的。就算元件有1000個(gè)，也不會(huì )動(dòng)筆去算得太多！但出來(lái)的電源卻是效果超好。
再談一下電源設計工具
電源設計過(guò)程是一項極為艱難的工作，從對復雜電路的理解到尋求芯片經(jīng)銷(xiāo)商的幫助，沒(méi)有一件是輕松容易的事情。分享幾種主流的電源設計工具，利用現有的一些軟件和硬件工具，降低電源設計的復雜度，將電源設計真正掌握在自己手中。
1、SIMetrix/SIMPLIS
SIMetrix/SIMPLIS美國Transim公司開(kāi)發(fā)的軟件包。它包含兩個(gè)仿真內核－SIMetrix和SIMPLIS，共用一個(gè)原理圖編輯界面，界面簡(jiǎn)單，相對更容易掌握。其中SIMetrix是在SPICE和XSPICE基礎上開(kāi)發(fā)出來(lái)的混合信號電路仿真器，它和其他SPICE類(lèi)仿真軟件類(lèi)似，可以精 確分析電路元件工作的暫態(tài)過(guò)程。SIMPLIS是以狀態(tài)空間法為基礎的仿真內核，它的元器件采用分段線(xiàn)性的建模方式，運算效率很高，仿真速度是一般SPICE類(lèi)仿真軟件的10到50倍。并可以直接進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的小信號分析。適合于電源系統分析，設計和優(yōu)化。
SIMetrix SPICE本質(zhì)上和PSpice等仿真軟件相似，此外還它還提供了豐富的分析模式，以AC分析為例，標準SPICE只能進(jìn)行頻率掃描，SIMetrix SPICE可以提供5種掃描模式。例如通過(guò)對固定頻率下的放大器直流輸入電壓掃描，查看輸入偏置及其增益的關(guān)系曲線(xiàn)，或進(jìn)行放大器源電阻噪聲掃描分析給出優(yōu)化值等等。同時(shí)可對電路做蒙特卡羅等分析，優(yōu)化電路性能。
SIMPLIS是“Simulation For Piecewise Linear System”首字母縮寫(xiě)詞。專(zhuān)門(mén)為開(kāi)關(guān)電源系統的快速建模仿真而設計。SIMPLIS對非線(xiàn)性器件采用分段線(xiàn)性建模，將一個(gè)完整的系統定義為線(xiàn)性電路拓撲的循環(huán)序列，以描述開(kāi)關(guān)電源系統中半導體器件的開(kāi)關(guān)特性。因此可以取得很高的速度，同樣硬件配置下，其仿真速度比SPICE類(lèi)軟件快10到50倍，這一特點(diǎn)是SIMPLIS在工程應用中尤其是電源行業(yè)里與其他仿真軟件競爭的優(yōu)勢所在。其缺點(diǎn)在于分段線(xiàn)性模型沒(méi)有利用非線(xiàn)性方程描述的SPICE模型精 確，因此在模擬實(shí)際電路波形方面，如開(kāi)關(guān)電流，電壓尖刺等開(kāi)關(guān)暫態(tài)過(guò)程可借助SIMetrix。
SIMPLIS具有兩種獨有的分析模式，POP（Period Operating Point）分析和AC分析。POP分析是一種快速確定開(kāi)關(guān)電源穩態(tài)工作點(diǎn)的算法。在這種分析模式下，電路無(wú)需進(jìn)行較長(cháng)時(shí)間電路啟動(dòng)瞬態(tài)仿真，就可快速確定開(kāi)關(guān)系統的穩態(tài)工作點(diǎn)。它比通常意義上的瞬態(tài)仿真快100倍以上。大幅縮短了仿真時(shí)間。SIMPLIS另一個(gè)非常突出的特點(diǎn)是可直接對開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行小信號分析。我們知道傳統的靜態(tài)頻率掃描方法并不適用于開(kāi)關(guān)電路。
通常設計人員需要再次解析開(kāi)關(guān)電源的狀態(tài)方程建立平均模型，建模難度較大，要求工程設計人員具備較好的拓撲分析和控制理論基礎。SIMPLIS的AC分析不需要獲得平均模型即可得到頻域響應，它模擬真實(shí)硬件電路的掃頻測量方法。在創(chuàng )建好的原理圖中加入AC擾動(dòng)源即可進(jìn)行小信號分析。其分析過(guò)程可簡(jiǎn)單描述為首先開(kāi)始POP分析，計算出系統的穩態(tài)工作點(diǎn)，然后進(jìn)行小信號掃描，得出所需頻域曲線(xiàn)。
2、PI Expert Suite
PI Expert 是PI公司推出的一款用于單片開(kāi)關(guān)電源的計算機輔助設計軟件，也稱(chēng)為PI Expert專(zhuān)家系統，目前的版本是9.0。它能根據設計人員的要求，在輸入了一系列技術(shù)指標以后，自動(dòng)生成電路拓撲、設計結果、材料清單、PCB布局、變壓器參數和結構等。在1-5分鐘內，就可以完成一款單片開(kāi)關(guān)電源的設計工作。目前支持的單片IC有以下幾類(lèi)：
TOPSwitch-GX PeakSwitch TinySwitch-II TinySwitch-III DPA-Switch
LinkSwitch-II PI Expert Suite 9.0。新版軟件現在增加了對其LinkSwitch
-PL和LinkSwitch-PH LED驅動(dòng)器IC以及近期推出的TinySwitch-4離線(xiàn)式開(kāi)關(guān)IC產(chǎn)品系列的設計支持。V9.0還附帶一款增強的電路原理圖處理工具，借助這個(gè)工具，設計師可將自動(dòng)生成的電路原理布局圖所創(chuàng )建的*終BOM上傳至選定、可滿(mǎn)足設計需求的優(yōu)越分銷(xiāo)商。PI Expert：是自動(dòng)化的圖形用戶(hù)界面（GUI）程序，它可以根據用戶(hù)的電源規格參數，自動(dòng)生成圍繞Power Integrations某一IC產(chǎn)品系列的電源轉換方案。PI Expert可提供構建和測試工作原型所需的所有必要信息。這些信息包括完整的交互式電路原理圖、物料清單（BOM）、電路板布局建議以及詳細的電氣參數表。PI Expert還可提供完整的變壓器設計，包括磁芯尺寸、線(xiàn)圈圈數、適當的線(xiàn)材規格以及每個(gè)繞組所用的并繞線(xiàn)數。此外，還可生成詳細的繞組機械裝配說(shuō)明。該程序可以將設計時(shí)間從數天縮短至幾分鐘。
3、webench
自從德州儀器于1999年推出 WEBENCH 網(wǎng)上設計工具后，設計工程人員便可在數分鐘內于網(wǎng)上創(chuàng )建出可靠的電源供電電路，用戶(hù)只要輸入所要求的電路性能， WEBENCH 工具套件便可完成設計。今天，WEBENCH 設計工具可以在數秒間創(chuàng )建和展示出所有符合設計要求的可行方案，包括電源供應器、照明系統和傳感電路等，讓用戶(hù)可在決定設計方案前，從系統和供應鏈的角度比較來(lái)自不同設計的數值，而這種專(zhuān)業(yè)的分析工具在業(yè)內可說(shuō)是唯壹的。
所有這些設計工具都可通過(guò) WEBENCH Visualizer 接口提供出多個(gè)不同的完整系統選擇 （一目了然的數值比較?。?nbsp;，而設計工程人員只需調校 WEBENCH 優(yōu)化旋鈕便可從大小、效率和系統成本的角度調整結果。。
WEBENCH 設計工具中的經(jīng)濟效益系統（Eco-System 是促成這種數值式比較的關(guān)鍵，當中包含超過(guò) 110 個(gè)不同的組件供貨商和電子零件分銷(xiāo)商，該 Eco-System 可提供超過(guò) 21.000 款組件的電氣和物理特性，而且其網(wǎng)上價(jià)格和供貨數據可每小時(shí)更新。目前，WEBENCH 設計工具可支持簡(jiǎn)體中文、日文和英文三種語(yǔ)言。
采用 WEBENCH 設計工具，您只需進(jìn)行幾個(gè)步驟便可在數分鐘內創(chuàng )建一個(gè)設計：
定義系統的性能要求，包括光輸出、傳感器精 確度或電壓和電流；
選擇您偏愛(ài)的 FPGA、LED 或組件供貨商；
在可視熒幕上從大小、成本、效率和簡(jiǎn)易度檢討*后得出來(lái)的完整解決方案；
分析和調整*后得出來(lái)的拓撲和組件供貨商；
打印項目或設計報告或訂購短時(shí)間付運的完整建模 （Build It） 套件；
今天決定設計，明天進(jìn)行組裝；
配合超過(guò)150萬(wàn)個(gè)成功設計，使 WEBENCH 設計工具的創(chuàng )意無(wú)限。
4、SwitcherPro
SwitcherPro 軟件為您提供電源設計的電路圖和布局建議。一旦您運行了軟件，您便會(huì )注意到窗口左側的 EVM 設計選項。例如，您會(huì )在給出的列表中找到 TPS54331 EVM。
SwitcherPro 工具還為您提供了修改電路要求的機會(huì )，甚至可以修改示意圖中的組件。通過(guò)復制 EVM 設計，然后選擇編輯電路選項，便可以進(jìn)行修改。這樣一來(lái)，您就可以修改 DC/DC 轉換器的輸入*小值和*大值，也可以修改輸出電壓和電流要求。軟件還具有一般分析、應力分析、效率分析和回路分析功能，方便您評估電路。
