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原创 第8期 原创赛

关于saber仿真软件基本应用和案例的详细过程解析

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奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-15 15:09:25
知道世纪电源网上有这个各种技术分享帖子的活动的时间有点晚了,不过还好,还有时间能赶上。
所以我也来分享一下这几年做了仿真以后的一些心得体会。我以前是搞硬件电子研发的,以前没怎么接触过仿真,所以搞设计,调试,都是加班加点,比较累。自从搞了仿真以后,发现仿真软件这个工具确确实实能对工程师的设计工作起到很大的辅助作用,能对工程师的理论研究和推导起码有个方向参考的作用,能减少走弯路的时间,也能降低研发成本。不过如果仿真软件用不好的话,也是会起到反作用的。
这个帖子我目前的想法就是包含两个部分的内容。
1. Saber软件的基本应用介绍
2. 寻找一个合适的实际案例,通过对这个案例的建模和仿真,给大家展示一下Saber软件仿真的思路和方式技巧。

考虑了一下,Saber软件的内容提纲大致如下。后续的内容可以再补充。
1. Saber软件目前的态势
2. Saber的应用方向简介
3. Saber在开关电源中的应用功能介绍
4. Saber电路建模分析及手段
5. 实际案例的分解详述
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2018-1-15 16:08:32
 
前排来学习,抢个沙发
site-is-rubbish
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-15 17:30:18
 
希望重点讲一下saber中不收敛问题的解决方法
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-16 09:25:15
 
收敛问题也可以讲讲,不过我碰到收敛性的问题种类不算多,所以如果在案例中碰到就比较好。
hunter4051
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-15 17:50:26
 
搬个板凳前排观摩。。。
nc965
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  • 2018-1-15 20:08:31
 
支持
aa20897
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  • 2018-1-15 20:13:50
 
win10兼容吗?您这边是什么系统?
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-16 09:27:26
 
win10可以兼容了,我自己用的是win7,这个操作系统版本兼容问题是可以在软件安装帮助文档里会注明。
aa20897
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实习版主
  • 2018-1-16 22:55:28
 
兼容了?新版的saber还是11版的,以前win10系统我的装不了。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-17 10:40:21
 
旧版的当然不行了,这是新版的2017版本的可以兼容win10
site-is-rubbish
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高级工程师
  • 2018-1-18 19:10:46
 
2017版有破解的吗?求
tiezhuyx
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高级工程师
  • 2018-1-22 13:22:12
 
坐等学习,并期待WIN10版下载地址
aa20897
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  • 2018-1-15 20:14:14
 
多搞点案例出来,多搞点应用看看
aa20897
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  • 2018-1-15 20:14:36
 
IC也自己搭建来看看
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-16 09:28:33
 
搭个IC的话,估计这次是够呛了,因为光是IC搭个电路,都足够开个长帖子了。
aa20897
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  • 2018-1-16 22:54:32
 
就是要长嘛,
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-17 10:40:55
 
你快赶上费污王了
cj1246630953
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本网技工
  • 2018-1-15 20:18:53
 
学习一波
人艺术
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高级工程师
  • 2018-1-15 20:54:29
 
牛头哥!希望来个反激数控开关电源的,既有变压器建模,又有芯片建模的,跟saber的数模仿真可以完美结合
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-16 09:17:37
 
抱歉,你的这个项目要求实在太高了,工作量是非常庞大的,太耗时间和精力了。我手上的项目都是签过保密协议的,也不能拿出来演示,所以目前只能先看看论坛里有没有合适的电路或者我手上不涉密的电路。

人艺术
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高级工程师
  • 2018-1-16 16:28:26
 
(⊙o⊙)…好吧,那跟着学习学习0.0
aa20897
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  • 2018-1-22 21:53:07
 
搞些基本的,过时的,重点是谈方法嘛,
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-30 13:46:01
 
突然发现你的建议是最中肯了,找一个有代表性的电路几乎是不可能得了。
aa20897
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  • 2018-1-30 18:49:42
 
XIAOTU80
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  • 2018-1-15 21:05:34
 
关注下,去年学过这个软件一段时间。

liguanghui2588
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  • 2018-1-16 09:30:52
 
saber软件期待结合实例学习一下
JC丶
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  • 2018-1-16 13:47:11
 
观摩
liguanghui2588
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  • 2018-1-16 14:46:52
 
版主们都来学习了
电不死的小强
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副总工程师
  • 2018-1-16 17:10:26
 
标题党呀
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-17 10:37:59
 
一.目前Saber的软件态势
现在Saber软件最新的版本已经更新到2017.12版本了。新版本里面有了很多的改进和变化,且听我一一道来。不知道大家有没有注意到,现在Saber软件推出了两款显示界面。一款界面就是俗称的经典版,另一款就是称为RD版的界面,是鲁棒性设计robust design的缩写。如图所示。
1.png 2.png

这两款显示界面的有很大的不同。年轻的工程师喜欢RD版风格的多一些,年纪大的工程师可能喜欢经典版的多一些。
第一点就是经典版还是延续原来的风格,各种工具和参数设置(主要包括模型参数设置和)都隐藏起来或者摆放的位置感觉杂乱无章,所以经典版的软件初学者使用的时候会感觉有点难以下手,一个完整的仿真操作流程如果要掰开讲的话需要两三个小时。而RD版的界面就简洁明了,它把所有的工具和参数设置都放在明面上,就是所谓的RIBBON界面风格,让你不用再去到处找设置放在哪里了。当然这种风格也有一个前提,就是你要配置一个大的显示屏,否则字会显得非常小甚至看不到,时间长了眼睛会非常吃力。
第二点从仿真器角度上区别,经典版的仿真现在都有选择,如图所示。simulator中有两个仿真器可以选择,一个是Saber,另一个是SaberHDL,从名字上大家可以看出来,这其实是编写仿真器的语言变化了,为了符合趋势,原来的saber用的语言叫MAST语言,现在在用VHDL语言来逐步替换原来的语言,所以大家如果打开模型库的话,会发现同一个名字下会有两种模型,一种后面会跟HDL的字样,就是这个原因。这两种模型和仿真器呢不能混用。规则就是VHDL的仿真器可以兼容MAST的模型,但是MAST的saber仿真器不能兼容VHDL的模型。
1.png

RD版本的Saber直接使用的就是VHDL的仿真器。
第三点从仿真功能来讲,原厂现在是想推RD版本,所以RD版本集中了新版本的新加重要功能,在经典版里是没有体现的。一个就是PAC环路仿真分析工具,一个就是 fault故障分析模块,还有的就是建模工具中新添的锂电池建模工具,至于其他的细节这里就不一一描述了。这些功能都在最近的版本里才有,以前的版本里是没有的。

经常有客户问为什么Saber模型库中新的模型添加的特别少,其实原因也很好解释,新器件的更新速度太快了,而仿真模型的建模太慢了,根本跟不上元件的更新速度,而且建模需要的人力和资源成本又很高,所以现在原厂把注意力就放在建模工具的优化升级上,也就是说新的元件需要模型的话,自己用工具建吧,他们就不掺和了。
第四点就是从仿真结果上来看,RD版对仿真故障的定位和提出解决方案会比经典版更加值得参考一些,虽然从总体结果上我感觉不是非常到位,但总归是个好的进步。
各人有各人的爱好和习惯,这两种风格的界面就要看各自的喜好了。从使用角度上来看,经典版的玩家改成RD版的话,上手非常块,RD版的要想玩经典版的话就会各种不习惯。



makuian
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  • 2018-1-17 11:08:11
 
学习一下,一直想学起来,希望楼主多发科普贴。!
makuian
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助理工程师
  • 2018-1-17 11:09:23
 
楼主能否把平均模型给科普一下。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-17 16:56:57
 
平均模型的话可以考虑在实际案例当中看看能否结合进去
人艺术
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高级工程师
  • 2018-1-17 16:52:26
 
牛头哥,经典版的有故障FMEA模块,跟新版的fault模块有何不同呢?新版的还没用过,但是旧版的FMEA用过
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-17 17:01:36
 
旧版的FEMA模块也是故障模式分析模块,但是最大的区别就是它只能做元件故障模式分析,要不元件管腿断路或者断路,而且只能做单一故障分析,不能做多个故障联系分析。新版的FAULT不但可以做元件的硬件故障分析,还可以做元件参数漂移的故障分析,而且还可以模拟那种暂态的故障分析(其实就是指元件在某一个时间段内发生故障,并不是全程发生故障),同时可以允许同时多个故障分析,从功能上来讲,进步的程度太大了。从最后的仿真结果来看,也大大进步了,因为旧版的最后显示的是某一个数值,新版的Fault显示的直接就是波形,也就是说电路当中任意一点的波形都可以看到模拟故障对它的影响。
人艺术
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高级工程师
  • 2018-1-17 17:12:06
 
哦哦那新版确实厉害,旧版也有参数漂移,不过只能实现故障单一注入,而且只是关注一个时刻或者一个值,还是新版牛逼,谢老哥回答,我这就去整个新版!谢谢!
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-17 17:26:54
 
你能搞到新版?这你也太牛逼了
qq649802817
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高级工程师
  • 2018-1-17 23:43:43
 
新版的PAC环路分析速度有多快呀?目前我了解的simplis仿真环路最多也就几分钟。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-18 09:05:01
 
主要是要看你的电路模型的复杂程度,不过一般慢不了,用平均模型的话才十几个毫秒,快不是好事,数据量计算庞大才能更加贴近实际,Saber环路对实际电路模型进行仿真,出来的都是G以上的存储量。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-18 10:11:12
 
二. saber软件的应用方向
Saber软件的特长就是对实际电路的仿真,它是针对路的仿真,不是针对场的仿真,所以不管你有什么数据和信号,你不把它放在电路里直接连接起来,它是仿不出什么结果的,比如那种空间辐射就仿真不出来。
Saber是电力电子领域的仿真软件,擅长数模混合电路的仿真,属于系统级仿真软件。具体点的应用方向总结起来的话有5个方向。
1. 电源仿真
电源仿真也分两种,一种是纯电源模块电路的仿真,就是用分立元件搭的最基础的电路。另一种就是电源网络的仿真,可以用Saber来对整个电气网络的供电策略和供电质量进行仿真。
2. 伺服系统的仿真
整个伺服系统其实可以分为四个部分的内容,一个是控制算法,二是驱动硬件电路,三是电机,四是负载。
其中驱动硬件电路主要就是驱动桥的建模,这个是Saber软件的强项,电机和负载在saber的软件库里有许多的模板,工程师可以在模板里面直接填写工艺参数,或者是利用第三方软件生成模型,然后导入到Saber软件里进行仿真,当然这个需要第三方软件和Saber软件接口是开放的。
最主要的是控制算法的仿真实现,saber提供了两种解决方案:
第一种就是直接在saber里面利用saber的自有模型搭建传递函数,这种方式需要工程师对saber里现有模型相当了解。
第二种就是MATLAB和Saber的协同仿真,伺服驱动设计工程师习惯上,而且也大都用MATLAB来进行控制算法的仿真,需要用MATLAB来搭建算法的传递函数,这个时候Saber和MATLAB的接口是开通的,两个软件需要互相设置一下,然后可以同时开始仿真,信号在两个软件之间进行交互,MATLAB负责算法的仿真,Saber负责硬件的仿真,信号在算法和硬件里互相传递,工程师可以看到信号的每一步变化。
3. 电路的仿真
这些就是普通电路的仿真
4. 线束方面的设计及仿真
这个现在在saber里面是单独的功能模块,而且它不仅仅是验证工具,它是个设计和验证平台工具。目前应用在系统级产品里,那种需要大量的线缆设计的单位会用到它。这里也不做详述了。
5. 现场总线的仿真
现场总线也是可以用Saber来仿真的,这里主要是要对总线的信号物理层特性进行仿真,看看信号是否有畸变,失真等等物理特性的变化,有这方面需求的道友可以到时候来信探讨,在电源板块这里也就不对这个进行描述了。

奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-19 11:10:23
 
三. Saber在开关电源中的应用功能介绍这些介绍并不是完全所有的功能,只不过是我自己使用当中遇到的或者是交流到的总结经验而已。
1.时域分析
2.功率器件热仿真
3.EMC分析
4.环路仿真分析
5.高级应用分析

时域分析又称为瞬态分析,这是Saber里最常用的分析工具,没有之一。可以观察电路当中所有的节点信号。在新版的软件里面,还可以看到磁性元件磁芯材料中的损耗。
1.png 1.png
顺便提一句,这里时域分析的仿真参数设置好像很多人都提出过问题,这里的仿真环境参数设置确实有是点讲究的,有不少收敛性问题是可以通过设置这些参数而解决
的。
功率器件的热仿真,实质上就是热阻模型的建模,不知道有哪位网友有元器件热学方面的资料或者书籍推荐的,我曾经找过一段时间,发现这方面的资料好像比较零碎而
且还比较少。有这方面资料的网友希望能交流交流。元器件的发热就是指它本身耗损的能量传递快慢的问题,传的快就热的慢,传的慢就热的快。Saber里有专门的热阻网
络建模工具,二极管,MOS管以及IGBT建模工具,半导体建模工具中以IGBT为例,热阻网络添加进IGBT器件以后会形成一个小圈圈的形状,还有一根管腿,这其实是元
件本身的功耗信号,通过外部的散热片模型或者用专门建好的热阻网络建立热量的传递通道。中间的节点显示的就是温度特性了。这个方面如果想非常准的对温度进行仿
真,就需要比较准确的热模型参数了。
1.png 2.png
EMC方面的仿真,目前接触到的有两种解决方案。
一种就是CE102标准测试。考察的是初级电源引起线上电流在10kHz-10MHz频段上的噪声电平。如图所示。
1.png

上面这图只是表示参考的标准。实际上在saber里面我们关注的应该是按照标准来的初级输入电流,利用软件当中的FFT分析计算输入电流的频频特征。
2.png
3.png
从图中可以看出,在整个频谱规定的频谱范围内,输入电流没有超标的情况发生。在200kHz400kHz附近时,噪声幅值最强。


如果要考虑PCB板寄生参数方案,就需要用第三方软件PCB参数提取工具提取寄生参数S参数和SPICE模型,然后导入进Saber进行仿真,这个方面的实际案例我也没有接
触过,所以没有实物图可以给大家展示了,非常抱歉。


环路仿真方面的应用,我记得我在仿真论坛里写过一个大概的帖子,
1.快速环路仿真(平均模型+AC小信号分析)
2.TDSA扫频环路仿真
3.PAC环路仿真

目前TDSA扫频基本已经被PAC方法替代,时间变短,数据更加贴近实际。这个方面如果案例合适的话,也可以在案例中实现一把。

Saber的高级应用分析工具其实包含一下几种。
1.应力分析(Stress Analysis)
2.灵敏度分析(Sensitivity
3.蒙特卡罗分析(MonteCarlo
4.故障模式分析(FMEA/Testify
5.vary参数扫描分析

这里我就不一一列举具体使用了,哪位如果有兴趣可以进行交流。


























lhb_sky09
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LV7
实习版主
  • 2018-1-19 21:46:03
 
版主您好!PAC
环路仿真是什么版本的SABER才有的功能?可否举个仿真示例参考一下,谢谢!

qq649802817
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-20 23:30:11
 
你看上几楼嘛,有说的,saber2017RD
奋斗的牛头怪
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版主
  • 2018-1-21 20:37:33
 
对的啊,就是最新版的才有这个功能
lhb_sky09
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LV7
实习版主
  • 2018-1-22 21:35:32
 
刚开始没注意看,后来看到了
wszdxp2004
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LV8
副总工程师
  • 2018-1-20 08:15:35
 
同问:PAC环路仿真?


奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-22 15:03:20
 
别着急,我看看能否找个合适的案例
qq649802817
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-24 09:12:02
 
楼主,saber现在语言建模方面弱化MAST主推VHDL,请问这是为什么呢,有什么主要区别没,是因为VHDL有啥优势么?现在正研究用MAST语言写个虚拟DSP,不过现在主推VHDL的也好想用这个试试
qq649802817
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-24 09:13:49
 
有没有对VHDL的参考资料或论文呀呀,help上面感觉没咋说。
奋斗的牛头怪
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版主
  • 2018-1-25 09:59:14
 
VHDL的参考资料不要太多哦,到处都是啊,MAST的才几乎看不到呢
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-25 09:56:55
 
肯定是有优势的,现在主流是VHDL的趋势,VHDL的优点就是运算速度快,兼容性更强。但是我没有对比的数据,所以我也只能是照本宣科了
qq649802817
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-25 23:27:20
 
好吧,多谢周工,但是VHDL语言的书籍是挺多,就是在saber方面的应用还没见过,如果有些实际参考就好了
greendot
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总工程师
  • 2018-1-22 16:35:19
 
SaberRD 的 PAC (Periodic AC Analysis) 应该类似 Simplis 的快速方法,不像TSDA的慢得要命。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-25 09:53:57
 
一看就是用过的人
liguanghui2588
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  • 2018-1-24 12:24:07
 
saber主要在模拟电路方面?还是数字电路也可以?
qq649802817
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高级工程师
  • 2018-1-24 12:29:54
 
模拟仿真方面saber肯定不错的,自带的模拟芯片建模的都很好,很接近实际工况,数字的话也是一样的,一般控制器都得自己搭建,就得看控制回路建立的准确性了。
liguanghui2588
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  • 2018-1-24 17:35:53
 
单片机等微控制器都需要自己建模?
qq649802817
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  • 2018-1-24 19:44:33
 
saber好像还没提供有DSP的控制器吧
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-25 09:52:09
 
DSP的实际模型建模意义不大,所以现在一般都建议直接把代码建模
qq649802817
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高级工程师
  • 2018-1-25 13:34:54
 
你说的代码建模,是MAST语言做发pwm,然后调用C写的算法吧,这种建模发波采用的是事件插队处理的,请问这种建模的控制器精确度有多高?
liguanghui2588
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  • 2018-1-25 10:08:01
 
普通的51  ARM咋样
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-25 10:57:42
 
都一样,这些芯片建模Saber其实不占优势,理论上是可以建立模型的,但是工作量太大了

liguanghui2588
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  • 2018-1-25 11:46:24
 
哦,是这样
aa20897
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LV7
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  • 2018-1-22 21:54:44
 
楼主专业搞saber软件的?
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-25 09:52:59
 
确实现在天天用这个软件
XIAOTU80
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  • 2018-1-26 23:54:35
 
经常仿真电源?
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-30 13:48:34
 
嗯,经常对电源进行仿真
XIAOTU80
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  • 2018-1-26 23:55:46
 
可以分享个反激模型,参数和实际吻合的要接近越好
aa20897
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  • 2018-1-22 21:55:45
 
哪里可以下载个最新版的学习版的用一下试试呀,
qzmaxr
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本网技师
  • 2018-4-1 19:27:05
 
版主有新版本的saber链接吗?网上找不到17版的...
wangjun0854
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高级工程师
最新回复
  • 2018-8-9 09:54:44
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你好能给个下载地址吗,能兼容win10的,能破解的。谢谢!
levy
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  • 2018-1-24 21:29:14
 
期待案例分析
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-26 14:30:55
 
实在不好意思,这个礼拜一直在忙,没有及时更新。下面给介绍一下我自己的体会总结。这些都是我自己在做项目的时候结合自己以前做硬件时候的经验体会出来的,有些偏颇之处请大家谅解。
saber电路建模过程的分析及手段。
所有的工程师当需要用Saber软件来对开关电源电路进行建模的时候,大家一开始最头疼的问题只能是一个,就是如何获得和建立所有元器件的有效模型。
我从接触过的电路中、跟别人请教过程中得到的一些经验现在分享出来。
Saber软件中模型的获得有不少办法和渠道。我总结了一下大致有8种方法。
一.模型库中通用模板参量化建模
这种方法是最基础的,也是最常用的,通常都是用来对电阻电容来建模,输入电源以及其他常用的比如MOS管,二极管,IGBT等等。Saber模型库中模板大约有1千种左右。
二.模型库中直接搜型号使用
软件模型库中实际型号大约有接近四万种,就是有些常用的,使用特别广泛的元件Saber库里有的可能性很大。直接搜型号名字即可。
三.可以从原厂直接索要saber模型
目前据我了解的就是IR公司的Saber模型库比较全,当然现在IR半导体已经被英飞凌给收购了,我曾经给英飞凌的售后打过电话,确实服务态度很给力,很快就把saber模型的链接给发到邮箱里了。
四.将SPICE模型转换为saber模型
SPICE模型使用时间和范围都比较广,很多原厂都有SPICE模型,所以可以将这种类型的模型转换为Saber模型。但是有前提的,一是提供的SPICE模型源代码不能加密的,加密就没办法转换了。二是SPICE的语法规则太多了,它分为基础型和扩展型,Saber只能认全基础型和部分扩展型的语法规则,虽然他们之间看起来互相差别不大,但是有时候就是多一个字母都会导致转换失败。所以这个时候如果你比较懂这个建模语言的话可以自己按照Saber上提供的报错信息进行改动,不然就最好联系专业的建模工程师来改动了。
庐山94
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-26 20:57:05
 
牛头哥,你好,感谢你的开贴,这个问题最近打算用建模的方式进行SVPWM仿真,我在记事本里面按照论文里面3/2变换那块的MAST语句敲出来定义为.sin文件然后在这个目录下建立.ai_sym文件,但是这俩文件就是无法匹配,麻烦帮小弟看看,谢谢!

文献 mast.zip

256.19 KB, 下载次数: 78

qq649802817
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  • 2018-1-27 10:55:54
 
.sin文件的templatename 也得和symbol名一致哦,写好之后,我一般会用saber simulator 看看语句是否有问题。
庐山94
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高级工程师
  • 2018-1-27 13:00:18
 
templatename 是和symbol名一致,问题出在.sin的语句有问题  , 能加你QQ请教你一下吗?谢谢兄弟!
qq649802817
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高级工程师
  • 2018-1-27 16:28:40
 
好的
庐山94
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高级工程师
  • 2018-1-27 18:59:02
 
兄弟,加你QQ需要验证,我给你发私信
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-30 13:50:26
 
你那个问题解决了吗?另外你这个对应的ai_sym符号文件应该是用我那个帖子的方法建立的吧,如果对应不起来的话,那肯定就是你抬头符号说明的代码写的不对,那个是要自己写的,没写过的人不熟悉规则,非常容易写错
庐山94
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高级工程师
  • 2018-2-2 18:05:34
 
牛头哥,对应不上的确是我写的问题,能否分享一下有关MAST建模的规则的资料,小弟不胜感激!
XIAOTU80
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  • 2018-1-26 23:52:50
 
对光耦和变压器模型,怎么看
光耦的传输比,也和实际的一致,还是取个常用的典型值
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-28 16:48:08
 
变压器的话,模板和建模工具能基本解决需求,光耦的模型,库里确实太少,尤其是线性光耦。我这边也有自己建的光耦模型,但是也不是太完善,现在还在寻找更好的方案对光耦建模,主要的问题在于收敛性。如果建的不好,特别容易不收敛。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-29 12:37:39
 
5.Saber自带建模工具建模
Saber软件大家肯定都知道有自己的建模工具,目前最新RD版建模工具增添了锂电池的建模工具,而且MOS管和IGBT这两个
建模工具都优化过了,旧版的和新版的在曲线拟合上面的拟合效率有天壤之别,自从我用了新版的工具以后,旧版的实在是让
我不敢回味。新版的工具还把元件的应力参数和蒙特卡洛参数都增加了添加的窗口,以前的方法还要打开源代码手动添加参
数,添加的不对或者语法不对都会影响仿真,新版的就去除了这方面的问题。
其他的工具我就不一一介绍了,有些工具我也一直没有机会去使用它。
如果后面有网友对这方面内容感兴趣的话,我可以再开帖子专门交流。




6.参数寻找替代法建模
这个方法我一直是用来寻找稳压二极管或者开关二极管的替代型号,还有三极管的替代型号。我一直都觉得有点奇怪的是为什
么三极管的建模工具没有,我侧面了解了一下,记得好像是说三极管这个元件属于老外逐步准备淘汰掉的元件,所以他们觉得
没必要去做这个元件的工作了,目前库里的型号替代一下或者用模板才设置一下也就足够用了,当然晶闸管这个元件貌似也已
经几乎不怎么用的上了。当然有一些特定的项目中还是需要这类元件的。
1.png 3.png 4.png 5.png 6.png


7.行为级宏建模
这种就是大家问的比较多的芯片建模方法,这个对工程师的要求,需要懂微电子方面的,还要对Saber里模型库熟悉,通过
黑盒子原理进行行为级建模,这个实质上有一个套路,做出过成功芯片模型的思路是可以总结借鉴的。


8.算法程序建模
这个是没办法的办法,这个需要拿到这个元件的算法公式,然后用代码将他功能和指标实现出来。目前这个方法我也没有实
现过。







奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-30 08:48:23
 
我对常用的开关电源做了一下总结,很明显得出了一些经验,就是开关电源的组成部分及重要元件一般都分为以下几个部分。
一. 电路辅助元件,包含阻容器件、稳压二极管等常用元件
这个就可以采用建模手段12345方法来建立模型

二. PWM控制部分电路,主要元件为PWM芯片
这个就可以采用23478方法,当然8这种方法实在是太少见了。主要是不太可能生产厂家给你提供他们的这个芯片数学模型的。
二这个行为级宏模型对工程师的要求又相对较高。
三. 能量转换部分,主要元件为变压器与功率MOS管
无标题.png
无标题.png
四. 输出整流滤波部分,主要元件为整流二极管
无标题.png

五. 采样和输出反馈部分,主要元件为光耦和运放
无标题.png
无标题.png


奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-30 08:57:35
 
以上就是我对做仿真的一些粗浅的理解和自我的经验总结。希望对大家的saber软件使用有一些帮助,我自己总结的8个方法其实都是互通的,需要灵活搭配使用,当然也会碰到那种极端情况,就是说实在是找不到元件模型了,这种情况其实一般就是指PWM芯片的模型情况,这个后面看有没有机会专门讲一下这个芯片的建模套路问题。当然我不是这个芯片的建模高手,我背后有这个高手,所以我做电路仿真的时候是非常腰杆子硬的,我自己也在摸索总结,希望能有个套路经验出来。
不过在做仿真模型的时候,我发现有不少人的习惯不是太好,有时候就是由于这些习惯引起的仿真问题,包括我自己也掉过这些坑,后面我就开始用一个案例来说明一下仿真的思路。由于这个现成的项目无法演示,要重新再找一个新电路又没有那么多的时间,刚好有个相对来说电路规模不大也不小的,但是拓扑又是最基本的来给大家演示一下碰到仿真电路的时候怎么进行。
qq649802817
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高级工程师
  • 2018-1-30 09:01:31
 
期待
XIAOTU80
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  • 2018-2-26 21:18:21
 
总结的很好
奥尔良鸡翅膀
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本网技工
  • 2018-5-3 17:46:07
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你好,我在avago公司官网下载的spice模型只有一个.txt文件,该怎么转化成saber模型呢?
nc965
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  • 2018-1-28 09:46:07
 
楼主继续
qq649802817
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  • 2018-1-28 12:21:22
 
对,对,我们都一直关注着呢
dianqi
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  • 2018-1-29 15:15:47
 
最近在学习仿真了,向楼主致敬
盛开的色拉酱
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  • 2018-1-30 10:52:09
 
谢谢分享这么好的资源,昨天安装了2011版,跟着走一遍
奋斗的牛头怪
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  • 2018-1-31 14:36:22
 
目前这个电路是基于1825脉宽调制电路的前向变换器,它是一个双管单端正激电路,电路比较典型。希望能给大家以后的仿真带来一些参考和灵感。
总体指标是输入电压150V,输出15V。
按照道理是应该有电路原理图的。但是实在是找不到了,所以只有改变一下演示的方法了。
这里要吐槽一下仿真和实际的区别,其实这里有个理念大家一直都很模糊,那就是仿真究竟是如何辅助工程师进行电源设计的。
我接触过不少人,有一种观点就是仿真就是要告诉工程师电路怎么去设计,哪些设计思路是不对的或者会出什么问题,但是问题恰恰出在仿真的时候,碰到收敛性问题,搞不明白为什么会出不了想要的结果,这种情况下何谈仿真去协助研发设计,因为收敛性问题引起的原因多种多样,并不一定是电路设计的原因。
第二种观点就是我实际电路都已经出产品了,这个时候我去用仿真仿一下,如果仿不出结果就是仿真模型搭的不对或者软件不好用,出结果了就是用实测结果去验证对比一下仿真结果,那么这个时候仿真对研发的协助效果几乎很弱,仅仅只能给工程师帮助做一下其他的工作,或者说给工程师信心说这个软件仿真效果很不错,以后可以在研发的最初阶段使用这个软件等等等。
我目前做的绝大部分电路都是第二种模式的,都是已经有现成的电路了,有不少都是PWM芯片的说明文档中推荐的标准应用电路,工程师对其中的原理吃透了以后改变或者不改变,然后用Saber去仿真看结果。
第三种观点就是工程师经验丰富,不需要用仿真来告诉我怎么设计,有故障的话我自己就能分析出来,也不用仿真来告诉我,有经验的是不需要仿真的,没经验的要仿真也没用,这种观点的持有者一般是年龄很大的老一辈革命工程师,他们的理论基本功非常扎实,确实是能把整个电路系统都吃透,一旦出现问题,凭着他们的扎实的理论功底和调试经验也能迅速的找到产生的原因。
我是觉得仿真不能代替一切,仿真和理论运算、经验要相互结合起来才能最大限度的降低研发的工作量。
levy
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  • 2018-1-31 21:08:09
 
万分感谢楼主分享,刚开始接触saber,我还需要慢慢消化吸收!
aa20897
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  • 2018-2-1 21:44:54
 
仿真可以验证自己的想法
奋斗的牛头怪
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  • 2018-2-13 11:10:06
 
各位实在抱歉,年前加急处理了几个项目,再加上琐事缠身,更新速度也跟不上(差点就太监了),主要是这个电路如何变成一个流程颇费思量,里面的数据和图纸都得专门抽时间重新来画。现在放假了,趁着过年假期好好的把思路给捋一捋。
levy
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  • 2018-2-23 21:11:14
 
期待更新
清风慕竹
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  • 2018-2-24 14:28:10
 
期待双管正激
奋斗的牛头怪
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  • 2018-2-26 09:18:04
 
我们公司春节放假时间长,今天第一天上班了,反而觉得更累
我终于找到当时的原理图了,这样的话就可以从仿真的角度更客观的描述电路建模和仿真的过程了。
无标题.png

整体来看,这个开关电源是属于比较典型的电路,而且所有元器件种类也不多,应该是属于在Saber里面比较容易建模的类型。
整个电源电路的大概指标我找了一下,当时设计工程师给我发过。主要的指标如下:
拓扑:双端正激
开关频率:200kHz
输入电压:150Vdc+/-6V
输出电压:15.0Vdc
输出额定电流:1A
出纹波电压:25mVpp
输出纹波电流:100mApp
最小负载电流:50mAdc

实际上我对这个指标关心的程度跟设计工程师是不同的,从我仿真的角度来看,我是负责验证的,不是负责设计,我只是用仿真工具来验证你的设计思路是否正确,当然如果对电路的原理一无所知的话,有可能就是仿真结果是对还是错也就不清楚了。




奋斗的牛头怪
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  • 2018-2-26 09:37:28
 
电路的仿真工作大致可以分为三四个步骤来进行,我以前在仿真论坛里讲述过两三次,就是我的体会是仿真和实物调试思路是基本类似,是可以分功能模块进行的。当然如果对模型非常熟悉的话,也是可以一次性建模直接仿真,不过如果碰到收敛性问题或者仿真结果不正确的时候,还是要把电路分解开进行功能模块仿真。另外,如果整体仿真碰到收敛性问题,分解开以后未必会碰到同样的收敛性问题,同样,分解开模块电路收敛性没有问题,联合以后也有可能会碰到收敛性问题。对整个电路进行模型分析,结果如下
  
元件型号
  
  
库里是否有模型
  
  
建模需求和手段
  
  
备注
  
  
电阻一批
  
  
  
  
模板建模
  
  
  
  
电容一批
  
  
  
  
模板建模
  
  
  
  
UC1825
  
  
  
  
  
  
说明文档
  
  
MOS管
  
  
irf250
  
  
  
  
  
  
说明文档
  
  
未标明
  
  
  
  
模板替代
  
  
  
  
2n3796
  
  
  
  
  
  
说明文档
  
  
变压器
  
  
  
  
模板建模
  
  
  
  
二极管
  
  
1n3879
  
  
  
  
  
  
  
  
1n3881
  
  
  
  
  
  
  
  
1n4148
  
  
  
  
  
  
  
  
稳压管
  
  
1n4728
  
  
  
  
  
  
  

奋斗的牛头怪
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  • 2018-2-26 10:50:27
 
从这个电路中看,这里几乎所有的元器件库里都有,所以相对来说电路的建模难度其实不高。
这里面关键元器件其实就是两种,一种是变压器,另一种就是MOS管,二极管其实不难弄。
一.变压器的建模方法。
1.首选模板建模,这种方法最快。
无标题.png

选用库里
无标题.png
这个是线性变压器模板,它的参数设置及其简单,只需要设置原副边的电感量即可。它的帮助文档里功能介绍里就直接注明了。
The xfrl2 model is a linear, two-winding transformer. You can specify either electrical arguments (lp, ls) or magnetic arguments (np, ns, len, area, ur). Values for electrical arguments override those for magnetic arguments. The k, rp, and rs arguments are used with both electrical and magnetic arguments.
要不就是设置电感量lp和ls,要不就设置磁性参数np, ns, len, area, ur,通过这四个参数把电感量计算出来。


第二个变压器是隔离脉冲变压器
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这种变压器其实更简单,工程师其实对它的要求没那么高,只要求它的信号隔离度好,信号转换速度快,波形变换完整。在Saber里面可以选择 transformer, 3 Wind DC这个变压器模板来替代,它的参数设置仅仅是要求原副边的匝数比。


二.MOS管
这里的MOS管型号是库里有的,IR公司的MOS管我是最喜欢的了,因为库里IR公司的半导体元件模型最多,而且如果库里没有,也可以联系IR公司的半导体部门,可以找他们直接要saber模型,现在他们的半导体部门已经整体打包卖给英飞凌了,英飞凌的技术支持部门相当给力,基本一个电话过去一问,就有回复邮件,直接会给saber模型的链接地址让你下载。
电路里有个MOS管的型号未标明,就干脆直接用理想MOS管替代了。
这里实际上并没有用到saber自带的MOS管建模工具。









XIAOTU80
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  • 2018-2-26 21:15:39
 
变压器建模,参考库里模型,修改下个别参数,就容易了
世纪电源网-小王
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  • 2018-2-26 11:46:16
 
saber仿真问题求助版主指导:
http://bbs.21dianyuan.com/thread-296798-1-1.html
世纪电源网-小王
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  • 2018-2-26 09:39:02
 
开工大吉

XIAOTU80
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  • 2018-2-26 21:04:29
 
我们也是今天上班,今天快一点才休息了。头晕晕白天
XIAOTU80
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  • 2018-2-26 21:24:02
 
这个分析很到位。
nc965
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  • 2018-2-23 22:58:52
 
谢谢楼主
奋斗的牛头怪
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  • 2018-2-28 10:28:12
 
其实整个电路的模型建模需求还是比较简单的,下面我们对双端正激电路的开环来进行仿真,这个仿真有两个目的:1. 看看这个环节的电路模型是不是存在着收敛性的问题,局部会影响总体。
2. 验证一下设计工程师在这一块的占空比的控制是否能达到设计指标。
一开始正好用模型库里理想的元器件对变压器和后面电感储能,电容滤波的效果进行仿真验证。建模的效果如图。
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这个里面用开关和方波产生器(实际上是时钟的模型),这两个模型都是非常好用的,参数设置也及其简单,一般在理论推算的时候为了尽快缩短时间,用这两个模型替代实际模型。其余二极管也用理想二极管。
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对这个开环理想电路模型进行仿真,saber里有个工具叫vary,应该有不少人用过,这个工具其实相当好用。它叫做参数扫描工具,就是指定一个参数的数值范围以后,软件自动根据工程师的设定对电路进行循环的仿真,直到结束,最后仿真结果显示的就是集体的波形曲线,然后我们可以对这些波形曲线进行分析总结,得出规律。
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这个工具的具体设置就是这样的,思路还是比较明显。只是在设置好需要扫描的模型参数以后,需要告诉软件每次扫描的时候要执行什么仿真操作,通常情况下都是执行时域仿真。不过这里面的时域仿真,最后是否显示plot,选择否。
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在这个过程设置完毕以后,再总体对仿真结果的动作做设置,常用的也就是说在所有的仿真结束以后总体显示波形,所以如图
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这样一个完整的VARY功能设置就结束了。点击OK进行仿真。这里我是从占空比25%到40%,以1%的进度递增,所以应该是仿真次数16次,有16根曲线。
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这里需要看每根曲线的状态,点击鼠标右键,观察成员属性,这样就能清清楚楚的看到每一根曲线代表的是什么状态。当然在测量工具里面还有另外一种方法。
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这种新增曲线意思是指输出电压值与占空比的对应关系,这种是改变测量结果横坐标的最主要的方式,saber里面还有另一种仿真工具叫DT传输,使用以后横坐标值是电压或者电流。
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这里我就明白了,设计工程师是将占空比设计在31%左右。


liguanghui2588
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实习版主
  • 2018-2-28 12:25:08
 
这教程不错
奋斗的牛头怪
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  • 2018-3-1 12:21:57
 
上面这个开环电路的仿真实质上是理想模型建的电路,它可以验证你的理论参数设计。理论设计和实际电路之间当然还存在相当的区别。
其实借鉴这个思路,我们可以直接对实际电路的开环进行仿真。
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这里的模型建模都几乎没什么难度,所以很容易就建成了,如图。这里要稍微强调一下,PWM芯片1825输出的PWM波形在Saber里面都是可以直接使用的,因为能建立方波波形的发生器模型有好几种,有些大家相信都用过,不过我这里用的这个模型是我个人喜欢的,就是仿真的过程中比较容易设置和控制。模型叫pwm_gen ,在库里直接搜索这个模型就能出来最少三种格式的,一种是数字,一种是模拟的,另一种是变量格式。鼠标选中模型,右键点击view model,可以看到模型的功能介绍和管腿定义以及参数设置的英文注释。
跟这个pwm_gen模型匹配的就是c_constant,通过设置唯一的参数直接指定频率和占空比,所以说这个用起来很方便。
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这个开环仿真就可以进行了,目的也是很明确,测试开环实际电路模型是否有什么收敛的问题,看看模型是否有什么不妥的地方,在看看开环输出的指标是否符合你的设计指标等等。不过这里还是碰到了两个收敛性的问题。
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第一个就是以上的情形,这个saber在使用过程当中大家碰到最多的情况就是第一个红框里面直接说是什么雅克比矩阵错误,这其实是所有的收敛性问题的总体现象。只要是仿真过程进行不下去一般都会报这个错。但是有时候不报这个错,会直接定位说某个错误,如果是这种情况是说明错误太明显了。
这个收敛性问题可以看到freenet2,意思是指有未标定的网络,应该是有模型的管腿没有连接。后来仔细查找,果然发现原理图外面无意当中复制拷贝了一个模型空悬着。
既然提到这里,我给大家说个小技巧,有时候收敛性具体报错的话会报到某几根线wire或者其他什么属性,在Saber里面有个地方是可以看到你原理图中所有的元件模型,那个找元件很方便,但是找wire和其他的就用不成了。找元件位置的功能如图所示。
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找wire和其他的,同时按ctrl和F键,会弹出如图所示的界面,这样子如果报错有具体定位的话,你就可以很愉快和方便的查找了。
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解决掉多余元件模型空悬的问题以后,结果还是报错,这回报错还是如图
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不过有时候经常也会出现死循环的情形,如图,仿真一直就在这里运行,但是仿真进度没有一丝进展。
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这个原因归根结底有两个,一个是非常有可能就是电路整体仿真时候中间数据互相运算的时候不合理,当然这个数据不合理也有可能是模型导致的,导致软件运行不下去,这个解决的办法就是改变软件仿真的环境参数设置,或者优化模型,这里面情况有点复杂,以后有机会有案例的时候再说。第二就是电路设计的确实有问题,saber软件的仿真机理总体是根据能量守恒和电路的几大定理来制定的,所以就需要仔细检查电路设计和参数了,所以这里我就建议大家要分模块来仿真,把电路的因素抑制到最小。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-3-2 00:12:17
 
接着楼上的收敛性问题继续。
碰到这种直接报总体错误的收敛性问题,首先检查电路设计是否真的存在不合理的地方,第二看看是不是有什么地方的地接的不对或者漏接。然后再考虑仿真环境参数的设置问题。
如果确认电路确实没问题的话,那么时域仿真的时候,这里首先要改动的是截断误差,如图默认的都为0.005,从截断误差的概念上来看,由于实际运算只能完成有限项或有限步运算,因此要将有些需用极限或无穷过程进行的运算有限化,对无穷过程进行截断,这样产生的误差称为截断误差。截断误差的取值关系到了仿真结果的精确度,尤其是对收敛性影响颇大,一般来说截断误差取值越小,仿真精度越高,越能解决收敛性的问题。经验上取值减小就能解决一些问题。
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在这个收敛性的问题中,改动0.005为100u的值,重新进行仿真,仿真就再没碰到收敛性问题了。
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一般改动截断误差都是比较简单的解决办法。还有第二种解决方式,就是改动积分方法和积分阶数,如图。
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积分阶数默认为2,如果碰到修改截断误差都不能解决的问题的话,就首选将2改为1。这个是纯粹的经验值,从英文的注释上来看的话,就是改为1的话,会牺牲一部分仿真精度,但是提升了收敛性。再次选择将Gear改为Trap,这也是降低了一些仿真的要求。其实从仿真环境设置来看,软件默认状态的选择都是要求最高的,仿真要求高,也就容易碰到收敛性问题,这个是跟电路本身的模型有直接的联系。
奋斗的牛头怪
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  • 2018-3-2 01:05:47
 
楼上的内容是从这次仿真过程中碰到一些收敛性问题延伸开去的发散讨论,纯粹是个人的一些经验总结,如果有网友有一些不同意见或者个人心得,也非常欢迎贡献给大家,一起来讨论和参考。
继续刚才的仿真内容,这样的话解决掉收敛性问题以后,还是用vary参数扫描工具继续扫描,因为我想知道实际电路模型开环状态下,占空比是多少。测量值为39.87%。
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奋斗的牛头怪
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  • 2018-3-2 14:58:08
 
其实这里的开环测试花了有不少的时间,根据这个原理图的原理,这里可以把步骤合二为一,直接对芯片和反馈电路进行测试。不过由于芯片是库里现有的模型,而且还是很常用的,基本不会出什么问题,所以测试这块就可以省略了,还是直接建模放到电路吧,直接看最终结果。毕竟这个电路是设计工程师已经做过实物了,所以不会有什么原理上的问题。而且反馈电路也非常直接简单。所以直接就把PWM测试模型去掉,加上芯片就可以了。如图。
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最后仿真结果也就顺利成章的出来了。
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奋斗的牛头怪
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  • 2018-3-2 15:08:30
 
总结一下整个过程的得失。
1. 整个电路的建模难度偏易。但是仿真的流程我个人的经验和建议是完全可以分解的,分解开的主要目的有几个,一是检查功能模块电路的原理功能,而是测试分解以后相对简单电路的模型特性,是否有收敛性问题,三是加深工程师对电路细节的掌控和理解。
2. 电路中最关键的几大元件建模,变压器建模,开关管建模,光耦建模,芯片建模,这次仅是涉及到了变压器和开关管最常用的、现成的模板调用。以后的帖子看是否有机会有合适的电路进行这方面的精确建模。
3. 这里的电路虽然也简单,但是也涉及到了几个收敛性问题,但是解决起来也比较容易,这个已经代表了不少的收敛性问题了。其他的收敛性问题看以后有机会可以搜集案例逐步演示。
levy
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本网技师
  • 2018-3-9 21:24:45
 
受益匪浅,期待继续
wszdxp2004
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副总工程师
  • 2018-3-27 10:19:50
 
楼主,你好,最近在用saber对APFC CCM PFC芯片NCP1564进行建模,一开始就卡壳了,
主要是卡在乘法器和除法器、跨导运放这块;
请问你有对APFC建好模的的saber的原理图吗?我想学习下。另外:虽然saber自带L6561和UC3854,但是我想练习自己建模,希望不吝赐教,谢谢!

jssenlinlang
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高级工程师
  • 2018-3-22 10:18:21
 
感谢分享这么好的案例
shzhh1994
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本网技工
  • 2018-3-22 12:29:51
 

电路图

电路图
前辈您好!我用saber的tdsa对电路进行仿真,得到的Bode图是这样的。相角是正的,而且从幅频特性看的话,斜率是负的啊,我觉得相角也应该是负的,但是实际上不是。电路图我也放上去。图中的II型反馈环路相当于没有接入电路吧,我现在就是想仿一下开环的Bode图。我这种情况是不是哪里设置的不对?期待您的指点。

Bode

Bode

lhb_sky09
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实习版主
  • 2018-3-24 15:54:43
 
感谢楼主分享这么精彩的内容!
庐山94
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高级工程师
  • 2018-3-27 20:38:28
 
感谢牛头哥的分享
XIAOTU80
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  • 2018-3-30 16:57:38
 
那个光耦,里面的参数哪些需要修改?哪些跟CTR有关?
如果给个实际的TLP124或521,PC817等规格书,如何修改光耦模型,让其模拟实际光耦?

还有人说可以用CCC?来替代,有这种应用案例?
XIAOTU80
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  • 2018-4-2 08:44:39
 
谁那有关于光耦模型的英文说明。我打开2012版的软件,光耦模型帮助里,没有调出来英文文档
何志忠135
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高级工程师
  • 2018-4-23 17:03:50
 
期待楼主继续更新
WHXAZWN
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初级工程师
  • 2018-4-24 21:28:34
  • 倒数10
 
从16年后半年开始用Saber,说实话资料是真的不多,自认为用的挺顺溜,和楼主一比就差远了!
WHXAZWN
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初级工程师
  • 2018-4-25 00:40:37
  • 倒数9
 
话说楼主是有正版的synopsys授权吗?求2017版Saber的安装包呀
locking20
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本网技工
  • 2018-6-1 17:13:16
  • 倒数7
 
同求
奋斗的牛头怪
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  • 2018-6-5 09:22:37
  • 倒数6
 
光有安装包没用啊,你有license吗?
WHXAZWN
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初级工程师
  • 2018-6-6 10:50:20
  • 倒数5
 
之前装了破解版的2012,之后再装2016不需要破解,我想装2017也没问题,只要有安装包。但是盗版用户注册不了synopsys,下不了安装包。
奥尔良鸡翅膀
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本网技工
  • 2018-6-6 16:51:44
  • 倒数4
 
你好,你的破解方法能完全破解吗?蒙特卡洛分析可以用吗?
毓123
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本网技工
  • 2018-6-13 19:48:15
  • 倒数3
 
我把model architect里的IGBT模型add part封装起来放在了part gallery中,然后用的时候,参数设定中primitive值显示的是*req*,这个值是锁定的改不了,但是网表化的时候一直报错,大家有人知道这个是怎么回事吗~?

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毓123
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本网技工
  • 2018-6-13 20:10:26
  • 倒数2
 
想请教大家一下,我把model architect里的IGBT模型add part封装起来放在了part gallery中,然后用的时候,参数设定中primitive值显示的是*req*,这个值是锁定的改不了,但是网表化的时候一直报错,大家有人知道这个是怎么回事吗~?file:///C:/Users/唐毓/AppData/Local/Temp/G@YVKCPZR)X%7D3UKB(_VF%60LW.gif

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