介紹幾種實(shí)用電源仿真軟件

IsSpice是美國Intusoft公司推出的一種商業(yè)仿真軟件，是ICAP/4軟件集成系統的重要組成部分。ICAP/4軟件集成系統主要由SpiceNet、PreSPice、InSpice和IntuScope四大功能模塊組成。ICAP/4的工作流程是：首先進(jìn)入SpiceNet繪制電路圖，并生成相應的Netlist文件，然后執行IsSpice仿真軟件模塊，在仿真之前系統將自動(dòng)連接PreSpice仿真資料庫中的元件模型，仿真完成之后利用IntuScope波形分析處理模塊對仿真模型進(jìn)行分析處理。

SpiceNet是電路原理圖繪制模塊，主要實(shí)現電路原理圖的繪制、Netlist文件的自動(dòng)生成、瞬態(tài)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于Mentor、OrCAD和Protel系統。 ICAP/4工業(yè)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(hù)可以隨時(shí)通過(guò)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(jìn)行瀏覽。同時(shí)，ICAP/4系統還提供了100多個(gè)通用模型，輸入相應的元件參數后即可直接調用。另外，用戶(hù)可以即時(shí)通過(guò)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件，其主要特點(diǎn)包括：（1）瞬態(tài)波形顯示；（2）電路元件電壓、電流、功耗及模型參數顯示；（3）采用ICL交互式編程語(yǔ)言控制仿真過(guò)程；（4）可進(jìn)行成組參數掃描；（5）可進(jìn)行交流、直流、瞬態(tài)、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波形分析處理軟件能夠實(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)分析和計算處理。主要能夠實(shí)現：（1）顯示各種分析類(lèi)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(shí)顯示和分析大量波形；（4）可進(jìn)行回歸、濾波、增益、相位、上升/下降時(shí)間分析和計算。

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

PSPICE則是由美國Microsim公司在SPICE 2G版本的基礎上升級并用于PC機上的SPICE版本，其中采用自由格式語(yǔ)言的5.0版本自80年代以來(lái)在我國得到廣泛應用，并且從6.0版本開(kāi)始引入圖形界面。1998年著(zhù)名的EDA商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)商O(píng)RCAD公司與Microsim公司正式合并，自此Microsim公司的PSPICE產(chǎn)品正式并入ORCAD公司的商業(yè)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軟件相比，PSPICE 9.0在三大方面實(shí)現了重大變革：首先，在對模擬電路進(jìn)行直流、交流和瞬態(tài)等基本電路特性分析的基礎上，實(shí)現了蒙特卡羅分析、最壞情況分析以及優(yōu)化設計等較為復雜的電路特性分析；第二，不但能夠對模擬電路進(jìn)行，而且能夠對數字電路、數/?；旌想娐愤M(jìn)行仿真；第三，集成度大大提高，電路圖繪制完成后可直接進(jìn)行電路仿真，并且可以隨時(shí)分析觀(guān)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(yōu)化模塊）。 雖然PSPICE應用越來(lái)越廣泛，但是也存在著(zhù)明顯的缺點(diǎn)。由于SPICE軟件原先主要是針對信息電子電路設計而開(kāi)發(fā)的，因此器件的模型都是針對小功率電子器件的，對于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(shí)甚至可能導致錯誤的結果。PSPICE采用變步長(cháng)算法，對于以周期性的開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化的電力電子電路而言，將造成大量的時(shí)間耗費在尋求合適的步長(cháng)上面，從而導致計算時(shí)間的延長(cháng)，有時(shí)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(kāi)發(fā)并于1987年推出的模擬及混合信號仿真軟件，被譽(yù)為全球最先進(jìn)的系統仿真軟件，也是唯一的多技術(shù)、多領(lǐng)域的系統仿真產(chǎn)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(lǐng)先地位，其產(chǎn)品廣泛應用于電力、電子、航空、運輸、家用電器及軍事等領(lǐng)域。與傳統仿真軟件不同，Saber在結構上采用硬件描述語(yǔ)言（MAST）和單內核混合仿真方案，并對仿真算法進(jìn)行了改進(jìn)，使Saber仿真速度更快、更加有效、應用也越來(lái)越廣泛。應用工程師在進(jìn)行系統設計時(shí)，建立最精確、最完善的系統仿真模型是至關(guān)重要的。

Saber可同時(shí)對模擬信號、事件驅動(dòng)模擬信號、數字信號以及模數混合信號設備進(jìn)行仿真。利用Analogy公司開(kāi)發(fā)的Calaversas算法，Saber可以確保同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)仿真進(jìn)程都能獲得最大效率，而且可以實(shí)現兩個(gè)進(jìn)程之間的信息交換，并在模擬和數字仿真分析之間實(shí)現了無(wú)縫聯(lián)接。Saber適用領(lǐng)域廣泛，包括電子學(xué)、電力電子學(xué)、電機工程、機械工程、電光學(xué)、光學(xué)、水利、控制系統以及數據采樣系統等等。只要仿真對象能夠用數學(xué)表達式進(jìn)行描述，Saber就能對其進(jìn)行系統級仿真。

在Saber中，仿真模型可以直接用數學(xué)公式和控制關(guān)系表達式來(lái)描述，而無(wú)需采用電子宏模型表達式。因此，Saber可以對復雜的混合系統進(jìn)行精確的仿真，仿真對象不同系統的仿真結果可以同時(shí)獲得。為了解決仿真過(guò)程中的收斂問(wèn)題，Saber內部采用5種不同的算法依次對系統進(jìn)行仿真，一旦其中某一種算法失敗，Saber將自動(dòng)采用下一種算法。通常，仿真精度越高，仿真過(guò)程使用的時(shí)間也越長(cháng)。普通的仿真軟件都不得不在仿真精度和仿真時(shí)間上進(jìn)行平衡。Saber采用其獨特的設計，能夠保證在最少的時(shí)間內獲得最高的仿真精度。Saber工作在SaberDesigner圖形界面環(huán)境下，能夠方便的實(shí)現與Cadence Design System、Mentor Graphics和Viewlogic的集成。通過(guò)上述軟件可以直接調用Saber進(jìn)行仿真。

目前，美國Analogy公司與浙江大學(xué)電力電子應用技術(shù)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(hù)提供技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)，另一方面也承接電力電子、機電一體化和混合技術(shù)的系統仿真、計算機輔助設計項目，并為企業(yè)培養系統仿真工程技術(shù)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，其余功能模塊分別是：Capture（電路原理圖設計模塊）、Stimulus Editor（激勵信號編輯模塊）、Model Editor（模型）。