电源设计仿真工具大盘点：选对工具事半功倍！

专业技术文章：电源仿真工具大盘点与分析


引言

在电源设计领域，选择一款理想的仿真工具是至关重要的决策。仿真工具能够辅助工程师了解、分析、优化电源系统的行为，为真实世界应用做好技术储备。近年来，达尔闻与电源应用工程师Sunshine合作推出基于Simplis的42节开关电源设计与应用实战课程，收到了业界工程师的热烈反响。本文将基于此背景，深入讨论几种常用的电源仿真工具，包括Simplis、Pspice、PSIM、Saber以及Matlab/Simulink，并对其特点、优势与局限性进行对比分析，为工程师们提供指导，以便在实际工作与学习中做出恰当的选择。

1. SIMPLIS（Simplis）

功能特点：SIMetrix/Simplis是一款高性能工具，专为高效设计电力电子系统而打造。其中Simplis功能尤为突出，针对电源仿真领域提供快速、高精度和简便的环路分析。配合SIMetrix混模仿真器，Simplis为工程师提供了强大的电路仿真环境，支持电路级别的设计，并支持从板级到芯片级的详细分析。




应用：适合电源控制器的行为级建模、拓扑结构验证、控制方法验证等。


优点：仿真速度快、精度高、操作界面友好。


缺点：数字电源控制功能需加强，推广力度不足。


2. PSPICE（Pspice）

功能特点：作为全面的模拟仿真平台，Pspice集成了强大的仿真能力，支持SPICE式混合信号仿真，同时带有大量用户接口设计模型，适合复杂系统的仿真需求。

优点：高准确度、模型资源丰富、功能全面、广泛行业适用。


缺点：软件安装包大、系统学习难度高、资源消耗大、收敛困难。


3. PSIM

功能特点：PSIM由Powersim开发，专长于电力电子和电机驱动仿真，适用于电机驱动设计、电源设计和数字电源仿真等多个领域，提供快速的仿真速度和直观的操作界面。

优点：快速仿真速度、捕捉硬件行为的能力、支持C/VHDL/Verilog。


缺点：精度受限、主流半导体公司库支持不足。


4. Saber

功能特点：Saber提供的仿真环境支持模拟、数字和控制量的混合仿真，可覆盖从系统开发到验证一系列复杂混合系统的设计需求，是先进的系统仿真工具。

优点：功能强大、面向多技术领域应用的系统仿真。


缺点：入门难度大、操作复杂、资源消耗多。


5. MATLAB/Simulink

功能特点：MATLAB与Simulink集成的电力系统工具包PowerSystem为用户提供了使用SPICE模型进行电路仿真的能力。这款工具在控制算法模拟和模型验证方面有着出色表现。

优点：理想化元器件模型、大量控制算法支持。


缺点：理想化模型与实际元件存在差异。