SIMetrix/SIMPLIS 高性能电源、电路仿真软件

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1 SIMetrix/SIMPLIS 高性能电源、电路仿真软件
李 桦

2 SIMPLIS科技+SIMetrix科技
电力电子线路仿真的国际级软件工具和服务提供商。 为制造商与设计人员提供各类基于因特网的模拟电路与混合电路设计服务与市场服务。 公司自己的设计中心 电子工程师的电力电子电路，混合模式spice高效仿真工具

3 SIMetrix/SIMPLIS介绍 为什么要仿真？ SIMetrix/SIMPLIS简介 SIMetrix的功能与特点
典型应用及案例

4 为什么要仿真？ 缩短设计时间 减少设计成本 提高设计品质

5 SIMetrix/SIMPLIS 一个软件，两个仿真器： SIMetrix: Spice类似仿真器，更好的收敛性
SIMPLIS: 状态空间法为基础的仿真内核，主要用于开关电源系统仿真，速度是Spice的10到50倍 同一原理图编辑器，器件库，仿真分析与波形查看界面 任意非线性源以及线性传递函数的建模；强大的器件库以及元件管理功能 交流、直流、噪声、传递函数等模式的高级扫描分析

6 SIMetrix & SIMPLIS SIMPLIS:用于设计电力电子开关电路的部件级仿真平台
分段线性模型，瞬态分析比SPICE快10到50倍 POP（Period Operating Point）分析可直接得到开关电路稳态工作点。 AC分析可不借助平均模型直接得到开关电路的幅频特性。 SIMetrix:功能更为强大的SPICE仿真工具 高速度与高收敛性能 一系列标准SPICE中所没有的新型分析模式 包括柱状图的蒙特卡罗分析

7 各具特色的两个仿真器 Spice用于 SIMPLIS对开关电源系统仿真独具优势 在DC工作点附近能够线性化的电路
如运算放大电路...... 需要用到SPICE模型器件参数的IC电路 SIMPLIS对开关电源系统仿真独具优势 闭环开关电源 小信号分析

8 SIMetrix & SIMPLIS 采用分段线性方式的半导体模型 系统闭环性能 SIMPLIS 传统的SPICE解决方案仿真速度过慢 系统
设计、分析和优化 SIMPLIS 启动过程 负载变化响应 稳态分析 AC分析 针对各种分析的设计分析产品 详细的晶体管级 设计和分析 传统的SPICE解决方案， 比分段线性模型精确 SIMetrix/SPICE 缓冲电路仿真 损耗计算Losses

9 模型转换 SIMetrix(SPICE)－>SIMPLIS

10 仿真结果分析与显示 仿真结果显示： 仿真结果分析： 鼠标单击 在原理图上放入固定的检测器。 若无特殊要求，硬盘自动存储所有的电压和电流
可观测仿真后甚至仿真时波形。 仿真结果分析： 根据仿真结果可组成任意表达式并给出波形。 提供40种以上的函数进行仿真结果后处理。

11 模型与元件库 元件库包含约12000多个元件 可转换Pspice， Xspice，Hspice模型
最新的控制IC 及各类器件模型 : 根据用户需求定制芯片等各类模型

12 SIMetrix－增强型的SPICE SIMetrix 加强了SPICE混合模型 电路仿真功能 高收敛，高速度 更多种分析方法
电路及器件的快速稳 定的分析方法

13 SIMetrix－原理图编辑器 原理图仿真与分析 分层设计功能 PSpice 原理图与模型导入 Symble图形编辑器 子模块浏览器
母线连接功能

14 SIMetrix SPICE多种分析模式 分析模式 瞬态分析 AC分析 DC分析 噪声分析 传递函数分析 实时噪声分析 …

15 SIMetrix－更多的特点 容差性能更好 脚本语言 模拟行为建模 高收敛性 仿真速度快 快速，容易安装 灵活 柱状图功能 210 条命令
380个功能函数 模拟行为建模 高收敛性 仿真速度快

16 SIMPLIS－电力电子电路仿真 SIMPLIS特点 分段线性建模技术 比SPICE仿真快10到50倍 周期工作点分析 小信号AC分析
实现开关系统快速 高效仿真

17 SIMPLIS－ 快速高效 为什么SIMPLIS的速度快？ 采用分段式线性建模，SPICE模型采用非线性方程 非线性模型利用分段线性近似描述
SPICE仿真时间：52s

18 SIMPLIS的瞬态分析 将开关电路拓扑细分为线性化子电路 (1) (2) (3) 部分理想开关特性 Q Lout Cout D RLoad

19 SIMPLIS中独一无二的分析模式 POP分析： AC分析 不需要进行电路启动瞬态仿真 快速确定开关系统的稳态工作点
只需要几个周期就能确定电路平衡状态，大大缩短了整个仿真时间。 AC分析 传统SPICE的AC分析,其静态分析方法不适用于开关电路 模拟真实硬件电路的扫频测量方法 在不需要获得平均模型的情况下得到幅频响应

20 SIMPLIS – POP分析 POP分析：快速找到稳态工作点的工作方式 －比瞬态分析快100倍以上 第二步：调入预测算法，找到稳态工作点
Q Lout Cout VC D RLoad 第二步：调入预测算法，找到稳态工作点 －比瞬态分析快100倍以上 第一步：几个到几十个开关周期的系统瞬态分析

21 POP分析 +瞬态分析 －>仿真负载变化响应
电力电子电路 电力电子电路 POP分析 瞬态分析 电力电子电路

22 开关系统的AC分析 开关电源系统的平均模型 传统方法 不包含时变常数，有利于分析设计 优化控制参数
建模难度较大，要求设计人员对拓扑与控制理论有较好的理解 模型不够直观，物理含义不够明确 传统方法 建立系统平均模型，得到平均后的各路波形，以及小信号AC分析结果 耗时长，需要用昂贵的频谱分析仪进行测量

23 开关系统的AC分析 SIMPLIS的AC分析 –基于频率分析原理的仿真 不需要建立平均模型 直接在电路原理图中适当位置加入AC扰动源
POP分析基础上进行AC小信号分析 电力电子电路 电力电子电路 POP分析

24 SIMPLIS的小信号AC分析 您计算机上的频谱分析仪 波特图测量 在反馈环中注入AC扰动 不需要去求解平均模型

25 典型应用及案例

26 典型应用 -各类功率器件，功率网络在线仿真平台

27 例1：单级PFC 输入电压：90V～130V 输出功率：75W 计算机主频：2.6GHz From Delta

28 Start process 目的：模拟启动过程 仿真时间：17.5分钟

29 输入端

30 仿真与实测振荡周期上有差别，可以利用更精确的开关model来减小差别

31 例2：同步整流

32 时域结果比较-undershoot

33 时域结果比较-overshoot

34 环路响应

35 例3： Two Switch Forward From Delta

36 AC结果比较 与实测十分接近 便于选取补偿零极点 硬件实施之前的优化设计 与用户分享

37 负载变化响应 输出电流变化：2A/usec 与实测十分接近，输出电压有细微差别 精确描述undershoot（解析方法较困难）
在硬件实施之前可快速、精确得到系统稳态工作点

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39 问题？？？

40 联系方式 杭州易泰达科技有限公司 网址:www.easi-tech.com 地址:杭州市滨江高新区江南大道3850号创新大厦5楼
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