开关电源仿真原理图saber

Saber电源仿真--基础篇[

Saber电源仿真——基础篇电路仿真作为电路计算的必要补充和论证手段，在工程应用中起着越来越重要的作用。

熟练地使用仿真工具，在设计的起始阶段就能够发现方案设计和参数计算的重大错误，在产品开发过程中，辅之以精确的建模和仿真，可以替代大量的实际调试工作，节约可观的人力和物力投入，极大的提高开发效率。

Saber仿真软件是一个功能非常强大的电路仿真软件，尤其适合应用在开关电源领域的时域和频域仿真。

但由于国内的学术机构和公司不太重视仿真应用，所以相关的研究较少，没有形成系统化的文档体系，这给想学习仿真软件应用的工程师造成了许多的困扰，始终在门外徘徊而不得入。

本人从事4年多的开关电源研发工作，对仿真软件从一开始的茫然无知，到一个人的苦苦探索，几年下来也不过是了解皮毛而已，深感个人力量的渺小，希望以这篇文章为引子，能够激发大家的兴趣，积聚众人的智慧，使得我们能够对saber仿真软件有全新的认识和理解，能够在开发工作中更加熟练的使用它，提高我们的开发效率。

下面仅以简单的实例，介绍一下saber的基本应用，供初学者参考。

在saber安装完成之后，点击进入saber sketch，然后选择file—> new—>schematic，进入原理图绘制画面，如下图所示：在进入原理图绘制界面之后，可以按照我们自己的需要来绘制电路原理图。

首先，我们来绘制一个简单的三极管共发射极电路。

第一步，添加元器件，在空白处点击鼠标右键菜单get part—>part gallery有两个选择器件的方法，上面的左图是search画面，可以在搜索框中键入关键字来检索，右图是borwse画面，可以在相关的文件目录下查找自己需要的器件。

通常情况下，选择search方式更为快捷，根据关键字可以快速定位到自己想要的器件。

如下图所示，输入双极型晶体管的缩写bjt，回车确定，列表中显示所有含有关键字bjt的器件，我们选择第三个选择项，这是一个理想的NPN型三极管，双击之后，在原理图中就添加了该器件。

关于saber在电源仿真中的几个技巧

关于saber在电源仿真中的几个技巧saber很强大，本人所掌握也只是皮毛。

深知一个人刚学习时侯的困惑和痛苦，现在把自己的一点所得分享，希望能帮到需要的人。

同时也希望起到抛砖引玉的作用~有问题的也可以提出来，大家交流下~分享：1，知道了传递函数，如何得出bode图？2，如何测量波形的THD、PF值以及各次谐波？3，测电压、电流各种方法小结。

4，实现变压器的功能：耦合电感的用法。

（技巧分享就到此了，有什么问题可留言，推荐去看看107楼的内容）刚才Q上有人问我关于混合仿真的，这里增加个：5，控制系统与模拟系统下的混合仿真。

比如说现在要画下面传递函数的bode图:首先，在saber的搜索栏里输入“tf_rat”，出来如下图：回复1楼3楼wsh5106| 工程师 (1530) | 发消息2010-12-26 22:07这里的source需要用到控制系统下的，可搜“c_sin”，选择第一个，如下：当然了，不一定非要这个，因为可以通过接口转换来实现，这是后话。

这也是我为什么给出那个传递函数的原因~回复32楼256楼anqier| 本网技师 (232) | 发消息2011-04-20 11:16新手，问下IGBT的触发脉冲的问题，有什么模块触发，参数怎么设置？谢谢了。

回复297楼299楼amos-| 本网技工 (179) | 发消息2013-12-12 15:30这个图上的白色小竖线是什么？一道道的，怎么弄出来？回复9楼13楼wsh5106| 工程师 (1530) | 发消息2010-12-26 22:41学了一招回复14楼15楼wsh5106| 工程师 (1530) | 发消息2010-12-26 22:49不好意思，在这里，小法插个小图~~~双击轴线，AXIS ATTRIBUTE对话框里的GRID increment可以调制轴线等分间距！！获得的赠予：操作者：ding86361953 操作：+20P 时间：2010-12-31 11:42 理由：世纪电源网，因你而精彩！操作者：wsh5106 操作：+20P 时间：2010-12-27 18:32理由：世纪电源网，因你而精彩！操作者：fuliu6 操作：+20P 时间：2010-12-27 11:18理由：世纪电源网，因你而精彩！回复24楼26楼fuliu6| 高级工程师 (2604) | 发消息2010-12-27 11:17我画不出你的图形小信号分析设置完成后要做什么步骤？请教回复119楼120楼wsh5106| 工程师 (1530) | 发消息2010-12-28 16:14我设置完小信号分析后，如下图：点击OK后，就出现如下图形：这是怎么回事？我是新手，请教学习，谢谢回复121楼122楼wsh5106| 工程师 (1530) | 发消息2010-12-28 16:31可以出图形了谢谢你回复123楼124楼myship02| 高级工程师 (4199) | 发消息2010-12-28 16:48看波形可以放大的，选中托一下即可。

开关电源中Saber仿真设计实例

经常在论坛上看到变压器设计求助，包括：计算公式，优化方法，变压器损耗，变压器饱和，多大的变压器合适啊？其实，只要我们学会了用Saber这个软件，上述问题多半能够获得相当满意的解决。

一、 Saber在变压器辅助设计中的优势：1、由于Saber相当适合仿真电源，因此对电源中的变压器营造的工作环境相当真实，变压器不是孤立地被防真，而是与整个电源主电路的联合运行防真。

主要功率级指标是相当接近真实的，细节也可以被充分体现。

2、Saber的磁性材料是建立在物理模型基础之上的，能够比较真实的反映材料在复杂电气环境中的表现，从而可以使我们得到诸如气隙的精确开度、抗饱和安全余量、磁损这样一些用平常手段很难获得的宝贵设计参数。

3、作为一种高性能通用仿真软件，Saber并不只是针对个别电路才奏效，实际上，电力电子领域所有电路拓扑中的变压器、电感元件，我们都可以把他们置于真实电路的仿真环境中来求解。

从而放弃大部分繁杂的计算工作量，极大地加快设计进程，并获得比手工计算更加合理的设计参数。

4、由于变压器是置于真实电路的仿真环境中求解的，所有与变压器有关的电路和器件均能够被联合仿真，对变压器的仿真实际上成了对主电路的仿真，从而不仅能够获得变压器的设计参数，还同时获得整个电路的运行参数以及主要器件的最佳设计参数。

二、 Saber 中的变压器我们用得上的 Saber 中的变压器是这些：（实际上是我只会用这些）分别是：xfrl 线性变压器模型，2~6绕组xfrnl 非线性变压器模型，2~6绕组单绕组的就是电感模型：也分线性和非线性2种线性变压器参数设置（以2绕组为例）：其中：lp 初级电感量ls 次级电感量np、ns 初级、次级匝数，只是显示用，不是真参数，可以不设置rp、rs 初级、次级绕组直流电阻值，默认为0，实际应该是该绕组导线的实测或者计算电阻值，在没有得到准确数据前，建议至少设置一个非0值，比如1p（1微微欧姆）k 偶合（互感）系数，建议开始设置为1，需要考虑漏感影响时再设置为低于1的值。

Saber仿真开关电源设计

Power Converter Design Using the SaberSimulatorA Step-By-Step Guide to the Design of aTwo-Switch, Voltage-Mode, Forward ConverterUsing the Saber SimulatorBySteve ChwirkaAnalogy, Inc.Beaverton, Oregon(503) 626-9700Table of Content1.0 Scope of Document 32.0 Specifications 32.1 Input Specifications 32.2 Output Specifications 32.3 Other Specifications 33.0 Step-By-Step Design Process 43.1 Open Loop Design 43.1.1 Define the Duty Cycle and Turns Ratio of the Transformer 43.1.2 Design the Rectifier and Filter Capacitor (Optional Section) 5Validate the Rectifier and Filter Capacitor using Saber 93.1.3 Output Filter Design 10Inductor Design 10Capacitor Design 113.1.4 Validate the Open Loop Design using Saber 113.2 Compensator Design using an Averaged Model 153.2.1 Validate the Averaged Model using Saber 163.2.2 Open-Loop AC Analysis 183.2.3 Designing the Compensation Circuit 183.2.4 Validate the Compensator Design using Saber 213.2.5 Validate the Closed Loop Parameters using Saber 213.3 Modulator Design and Final Closed Loop Simulation 233.3.1 Validate the Modulator Design using Saber 253.3.2 Validate the Closed Loop Design using Saber 273.4 Final Component Level Design 291.0 Scope of DocumentThis engineering document will guide the reader through the step-by-step design of a two switch, voltage mode, forward power converter using the Saber Simulator. In the process, we will describe typical design considerations and problems and how to overcome them. Validation of each step in the design process will be performed using Saber.2.0 SpecificationsThe following specifications will be used to design the power converter.2.1 Input SpecificationsLine Input150Vdc , ± 6V P in (max) = = 30/.8535 Watts2.2 Output SpecificationsV out 15Vdc V out (ripple)≤ 25mV p-p Iout 50mA to 2A Iout(ripple)≤100mA p-p P out (max) = (15V)(2A)30 Watts2.3 Other SpecificationsEfficiency≥ 85%Switching Frequency200KHz (derived)P out (max)Eff3.0 Step-By-Step Design ProcessThis section details the steps necessary to design the power converter.3.1 Open Loop Design3.1.1 Define the Duty Cycle and Turns Ratio of the Transformer The basic relationship in a forward converter isV out ≅ (Vin)(1 / n)(D)whereV out =dc output voltage n = turns ratio = n p / n s D = duty cycleGiven that Vout = 15VDC and Vin = 150 VDC , we see that (1 / n)(D) must equal 0.1i.e. 15 = (150)(.1)The duty cycle of a forward converter should not exceed .5. Therefore we will choose a value which is between 0 and 0.5. In this example we choose D = 0.3, approximately the midpoint of the range.Therefore we know (1 / n)(D) = .1or 1 / n = .1 / D = .1 / .3 = 1/3so n = 3The next step is to define the maximum and nominal duty cycle which include the output diode losses. These values will be needed for future calculations.n = turns ration = np / ns = 3Vin (min) = 144 (per specifications)V out = 15V + (output diode losses ≅ .85V) = 15.85V ∴ Dmax = 15.85 / (144)(1/3) = .3302Note that this is less than .5, the maximum duty cycle allowed in a forward converter.Dmax =V out(Vin (min))(1/n)Vin (nom) = 150Vdc∴ Dnom = 15.85 / (150)(1/3) = .317Note that this is greater than .3 calculated earlier because it takes the output diode into account.3.1.2 Design the Rectifier and Filter Capacitor (Optional Section)Note: A full-wave bridge rectifier will be used to allow the design of a smaller filter capacitor.FIGURE 1 shows the rectified waveform, the desired DC input voltage of 150VDC and the result-ing input ripple voltage (Vr).From FIGURE 1:Vpeak = Vin (ac) / .707 = 115 / .707 = 162.7162.7 - (rectifier diode drops) ≅ 161.3V (where Vd ≅ .7)Vdc = 150 VV min = Vdc - (Vpeak - Vdc) = 150 - (161.3 - 150) = 138.7VDnom =V outVin (nom))(1/n)Vr11.311.3Vpeak Vdc Vmint1t2T3Rectified input voltage with filter capacitorRectified input voltage without filter capacitorθFIGURE 1 Filtering of Rectified Input VoltageThe input filter capacitor value can be found in two waysInput Capacitor Value - Method 1C = (I dc )(T3) / VrI dc = Pin(max) / Vdc = 35W / 150V = .233A Vr = (2)(Vpeak-Vdc) = (2)(11.3) = 22.6VT3 = Time the capacitor must deliver its energy to the circuit Solving for T3:T3 = t1 + t2t1 = (1/4)(1/f)where f = input frequency = 60Hz= (1/4)(1/60) = 4.166 msecNote: Most text books at this point assume that the input ripple is small and therefore that t2 ≅ t1 which would yieldT3 = 4.166 msec + 4.166 msec = 8.33 msecHowever, this is not the case in many designs. Therefore we need to use the following equations to calculate t2:Referring to FIGURE 1:Vmin = Vpeak(Sin θ)θ =θ = Sin -1(138.7 / 161.3) = 59.3oWe know thatwhere f = input freq = 60Hz∴= (59.3)(1/2)(1/60) / 180ot2 = 2.745 msecSin -1VminVpeak180o(1/2)(1/f)= θ t2t2= (θ)(1/2)(1/f)180oIn other words:From input filter capacitor design equations we hadC = (I dc )(T3)/ VrVr = 22.6V Idc = .233A T3 = t1 + t2t1 = 4.166 msec t2 = 2.745 msec∴T3 = 4.166 msec + 2.745 msec = 6.911 msecNote the significant difference between 6.911 msec and the approximate calcula-tion of 8.33 msec.Final Calculation:C = (.233A)(6.9116 msec) / 22.6 V = 71.36 uFInput Capacitor Value - Method 2Using E = CV 2 / 2= 71.36 uFt2 =Sin -1Vmin Vpeak 121f180oC = (Pin (max))(T3)(1/2)(Vpeak 2 - Vmin 2)=(35)(6.9116m)(1/2)(161.32 - 138.72)FIGURE 2 Circuit Used to Verify the Rectification and Filter Capacitance for a 35 Watt 115 Vac Input Once the filter capacitor has been calculated, validate using the schematic shown in Figure 2.This showsq an input source:v.*m p= tran=(sin=(va=162.7, f=60))note: 115V AC / .707 = 162.7Vpeakq filter capacitor with value of 71.36 uF as calculatedq load resistor which forces Pin(max) = 35WP = V2 / R ⇒ R = V2 / P = (150)2 / 35 = 642.8ΩFrom Figure 4, it can be seen that the inductor’s current decreases during the OFF time of the switch. In order to prevent discontinuous operation, the inductor current must not go to zero dur-ing this OFF time (at minimum load of .05A per the spec.)Therefore the inductor will be sized to limit the peak-to-peak current to .1A p-p.We know V L = L (di/dt)L = V L / (di/dt)where V L = 15Vdt = max off time (see Figure 4)=(1 - Dmin) / (f switching )= (1-0.3030) / 200KHz≅ 3.5 usdi = .1A∴ L = 15 / (.1 / 3.5u) ≅ .53 mH3.1.3.2 Capacitor DesignThe V out(ripple) specification, along with the calculated ripple current coming through the induc-tor, determine the size of the output capacitor.The following is used to calculate the capacitor value:Iripple = .1Af = 200KHzVripple = .025V (from spec)∴ C = (1/8) (.1) / (200K)(.025) = 2.5 uFNote that the ESR of the capacitor must not exceed:ESRmax = ∆V / ∆I = .025 / .1 = 0.25Ωor the ripple voltage will increase.3.1.4 Validate the Open Loop Design using SaberFigure 6 shows the Open Loop configurationC = Iripple(1/8)(f)(Vripple)FIGURE 6 Open Loop Configuration of the Forward Converter This is the Open Loop configuration of the Forward (two switch) converter. It is used to design thetransformer’s turns ratio and Inductance, the output filter, the Duty Cycle and switching fre-quency. The Open Loop design can then be simulated and validated to make sure the output volt-age is correct based on a certain Duty Cycle, the output ripple voltage & ripple current arecorrect, etc.Note:nominal values for input voltage = 150Vdcmax output current for load = 2A(R load = 7.5Ω)duty cycle = nominal = .317switching frequency = 200kHzvalues for L, C, ESRRun transient analysisCheck:with Vin = 150V, D = .317, n = 3, V out should be 15VI L ripple should be .1A p-pV out ripple should be approx. .025V p-p3.2 Compensator Design using an Averaged ModelThe averaged circuit shown in Figure 10 lets you analyze the power supply without its switching circuitry. Using this averaged circuit, you can perform three types of simulations: an open-loop transient analysis, an open-loop small-signal AC analysis, and a closed-loop analysis. These sim-ulations will provide the needed information to design and validate the compensation circuit.FIGURE 10 Averaged Configuration of the Forward Converter This configuration is use to perform several simulations/analyses. The designer can first perform an open loop transient simulation to validate that the average model is providing the correct out-put voltage for a given control voltage. This transient simulation is also used to set up the operat-ing point for the small signal AC simulation. The next simulation performed is a small signal ac to evaluate the “Control to Output” transfer function. The results are used to design the compensa-tor circuit. Once the compensator circuit is designed, it can be included in another small signal ac simulation to validate the compensator and the feedback has the correct frequency response. The final simulation which can be done from this schematic is a closed loop transient analysis. This will validate that the closed loop circuit (using the averaged model) yields the correct control voltage and Duty cycle as expected by the designer.Figure 15 shows the compensator circuit chosen .Find the desired break points for the above compensatorf z1 and f z2 = (1/2)(resonant freq of output filter)∴ f z1 = f z2 = (1/2)(4.3KHz) = 2.15 KHzf p2 = (1/4)(switching freq) = (1/4)(200KHz) = 50 KHzCalculate the values for R2 and R3 such that the high frequency gain at the desired crossover (50 KHz) yields an overall gain of 0 dB.From the Bode plot of the open-loop circuit, it can be seen that to have a crossover (0 dB) at 50 KHz, there needs to be an additional 16.37 dB of gain. An additional 3 dB of gain is required since there will be a pole effect at 50 KHz (due to the pole of the integrator which is added via the compensator f p2).∴ R2 / R3 = (16.37 + 3) dB = 19.37 dBwhere 19.37 dB = log -1(19.37 / 20) = 9.3Choose R2 = 50K . We now have50K / R3 = 9.3R3 = 50K / 9.3 = 5.38KThe gain required at f z1 and f z2 isAv (2.15KHz) = Av (50KHz)(2.15K / 50K)= 9.3 (2.15K / 50K)= .4FIGURE 15 Type 10 Compensation Networkwhere f R =.159LC √ = .159√(.53m)(2.5u) ≅ 4.3 KHzThe gain at 2.15 KHz is determined byR2 / (R3 + R1)∴R2 / (R3 + R1) = .4R1 = (R2 / .4) - R3R2 = 50KR3 = 5.28K∴R1 = (50K / .4) - 5.38K = 119.62KThe capacitors are calculated as followsCalculate the value of R4, which provides a voltage divider for the 15V output. The reference voltage used is 5V , which means the value of R4 must be specified so that the 15V output isdivided down to 5V :Solving for R4 yields: R4 = 62.5k .Therefore, final values for the compensator are:R1119.62kR250kR3 5.38kR462.5kC1618 pFC21479 pFf z1 = f z2 = 12ΠR 1C 112ΠR 2C 2==2.15 KHz∴C1.159(R 1)(f z1)=C2.159(R 2)(f z2)===.159.159(119.62K)(2.15K)(50K)(2.15K)==618 pF1479 pF15R4R 4R 3R 1+()+--------------------------------------------5=3.3 Modulator Design and Closed Loop SimulationThe closed-loop circuit shown in Figure 19 is used for two simulations, an open-loop simula-tion to validate the modulation circuitry, and a complete closed-loop simulation to validate the overall design..This configuration is used to design the modulation circuitry, and then validate the closed loop circuit (In the switching Mode - i.e. does not use the averaged model). You can now add other design elements such as snubbers, different switch technology with associated drive circuitry, soft start circuitry, or voltage and current limit circuits.FIGURE 19 Close Loop Configuration of the Forward ConverterBreakPointTo design the modulation circuitry, the designer needs to look at the relationship of the duty cycle to the control voltage. Figure 20 shows that when the clock pulse goes high, the switch turns on, and when V ramp crosses the control voltage (V c ), the switch turns off.The duty cycle (D) is related to the control voltage (V c ) and the ramp (V ramp ) by the following equation:D = 0.317 (including the diode drop)Set V ramp = 2.5VClockV ramp ModulatorSwitch(Duty Cycle)V c 2.5VFIGURE 20 Modulation Circuit WaveformsD V cV ramp----------------------=V c 2.5V 0.317×0.7925V==3.4 Final Component Level DesignFigure 25 shows the completed component level design of the two switch forward (V oltage Mode) converter:* The 1825 PWM model was used in the voltage mode configuration to replace the modu-lation circuitry previously used.* Additional snubber networks were added across the switching devices.* The Ideal switch was replaced with the irf250 (200 volt) model* A current transformer was added to drive the power MOSFETs for isolation and to drive both the low and high side switch.* Drive circuitry was added to provide the capability of turning the power MOSFET devices on and off as required by the high switching frequency.FIGURE 25 Component Level Design/Modeling of the Forward ConverterConclusionT he intention of this example was to educate the audience on the use of simulation in the design process of switched power converters. The software tool used to facilitate this process was the Saber simulator package. A step by step design and validation process was described.Simulation can provide a tremendous advantage in the design process. However, it should be used intelligently and methodically to yield the greatest return on the investment of time and money. References[1] Brown, M., Practical Switching Power Supply Design, Academic Press, 1990[2] Unitrode Switching Regulated Power Supply Design Seminar Manual, Unitrode Corporation,Lexington, MA。

SABER实践教程(关于saber在电源仿真中的几个技巧)

1，知道了传递函数，如何得出bode图？2，如何测量波形的THD、PF值以及各次谐波？3，测电压、电流各种方法小结。

4，实现变压器的功能：耦合电感的用法。

（技巧分享就到此了，有什么问题可留言，推荐去看看107楼的内容）刚才Q上有人问我关于混合仿真的，这里增加个：5，控制系统与模拟系统下的混合仿真。

比如说现在要画下面传递函数的bode图:首先，在saber的搜索栏里输入“tf_rat”，出来如下图：可以选择第一个：两个串联即可，如下图：这样就实现了上面的传递函数。

这里的source需要用到控制系统下的，可搜“c_sin”，选择第一个，如下：当然了，不一定非要这个，因为可以通过接口转换来实现，这是后话。

关于tf_rat的设置如下：这样就实现了函数:1/(s+1)最后的连接图：先netlist再DC分析然后小信号分析，看下面设置：最后的bode图：至此，bode图已经画出来了，很简单哈，剩下的就是自己去分析了~这里附上上面仿的附件，方便下载。

双击轴线，AXIS ATTRIBUTE对话框里的GRID increment可以调制轴线等分间距！！路径中不能有中文，要在全英文下看波形可以放大的，选中托一下即可。

要恢复回来，按下面按钮：不错，既然你仿出来了，你再试试这个传递函数哈：怎么跟上图差不多呢关于区别，你看看：这样看就出来区别了，哈哈怎么把两个波形放在同一个图中的？讲讲波形计算器吧，比如如何把某一个电流扩大十倍，电压扩大十倍便找个简单的电流扩大十20倍的小例子这是一个电流波形，点出计算器来点击图形右侧的电流标号i(l.lr)，标号呈现白色表示选中，然后在计算器光标处左键按一下，右键再按一下，至此i(l.lr)添加到计算器中了。

其次在光标处输出20*，再次输入内容的话，以前的内容自动清除，从而计算器自动生成了i(l.lr)*20，这样计算器完成了计算。

计算其中delete为删除键。

最后点击Δ左边的绿色波形图，电流扩大十倍后如下图所示在saber，常用的电容就一种，可以不分极性的，如下：，如何测量波形的THD、PF值以及各次谐波在PFC的仿真以及并网逆变中，经常需要测量波形的THD，PF值，看各次谐波的大小。

Saber电源仿真--基础篇10页word

Saber电源仿真——基础篇电路仿真作为电路计算的必要补充和论证手段，在工程应用中起着越来越重要的作用。

熟练地使用仿真工具，在设计的起始阶段就能够发现方案设计和参数计算的重大错误，在产品开发过程中，辅之以精确的建模和仿真，可以替代大量的实际调试工作，节约可观的人力和物力投入，极大的提高开发效率。

Saber仿真软件是一个功能非常强大的电路仿真软件，尤其适合应用在开关电源领域的时域和频域仿真。

但由于国内的学术机构和公司不太重视仿真应用，所以相关的研究较少，没有形成系统化的文档体系，这给想学习仿真软件应用的工程师造成了许多的困扰，始终在门外徘徊而不得入。

本人从事4年多的开关电源研发工作，对仿真软件从一开始的茫然无知，到一个人的苦苦探索，几年下来也不过是了解皮毛而已，深感个人力量的渺小，希望以这篇文章为引子，能够激发大家的兴趣，积聚众人的智慧，使得我们能够对saber仿真软件有全新的认识和理解，能够在开发工作中更加熟练的使用它，提高我们的开发效率。

下面仅以简单的实例，介绍一下saber的基本应用，供初学者参考。

在saber安装完成之后，点击进入saber sketch，然后选择file—> new—>schematic，进入原理图绘制画面，如下图所示：在进入原理图绘制界面之后，可以按照我们自己的需要来绘制电路原理图。

首先，我们来绘制一个简单的三极管共发射极电路。

第一步，添加元器件，在空白处点击鼠标右键菜单get part—>partgallery有两个选择器件的方法，上面的左图是search画面，可以在搜索框中键入关键字来检索，右图是borwse画面，可以在相关的文件目录下查找自己需要的器件。

通常情况下，选择search方式更为快捷，根据关键字可以快速定位到自己想要的器件。

如下图所示，输入双极型晶体管的缩写bjt，回车确定，列表中显示所有含有关键字bjt的器件，我们选择第三个选择项，这是一个理想的NPN型三极管，双击之后，在原理图中就添加了该器件。

saber仿真实例

稳压管电路仿真稳压管在电路设计当中经常会用到，通常在需要控制电路的最大输入、输出或者在需要提供精度不高的电压参考的时候都会使用。

下面就介绍一个简单例子，仿真电路如下图所示：在分析稳压管电路时，可以用TR分析，也可以用DT分析。

从分析稳压电路特性的角度看，DT分析更为直观，它可以直接得到稳压电路输出与输入之间的关系。

因此对上面的电路执行DT分析，扫描输入电压从9V到15V，步长为0.1V，分析结果如下图所示：从图中可以看到，输入电压在9～15V变化，输出基本稳定在6V。

需要注意的是，由于Saber仿真软件中的电源都是理想电源，其输出阻抗为零，因此不能直接将电源和稳压管相连接，如果直接连接，稳压管将无法发挥作用，因为理想电源能够输出足以超出稳压管工作范围的电流。

带输出钳位功能的运算放大器运算放大器在电路设计中很常用,在Saber软件中提供了8个运放模板和大量的运放器件模型,因此利用Saber软件可以很方便的完成各种运方电路的仿真验证工作.如下图所示的由lm258构成的反向放大器电路, 其放大倍数是5,稳压二极管1N5233用于钳位输出电压.对该电路执行的DT分析,扫描输入电压从-2V-> 2V , 步长为0.1V, 仿真结果如下图所示:从仿真结果可以看出,当输入电压超出一定范围时, 输出电压被钳位. 输出上限时6.5V, 下限是-6.5V. 电路的放大倍数A=-5.注意:1. lm258n_3 是Saber中模型的名字, _3代表了该模型是基于第三级运算放大器模板建立的.2. Saber软件中二极管器件级模型的名字头上都带字母d, 所以d1n5233a代表1n5233的模型.5V/2A的线性稳压源仿真下图所示的电路利用78L05+TIP33C完成了对78L05集成稳压器的扩展，实现5V/2A 的输出能力。

为了考察电路的负载能力，可以在Saber软件中使用DT分析，扫描变化负载电流，得出输出电压与输出电流的关系，也就可以得到该电路的负载调整率了。

基于Saber的开关电源设计仿真

• 9•本文介绍了开关电源的设计原理和saber 仿真软件，在开关电源主电路部分采用半桥结构，控制芯片采用美国Sllicon General 公司生产的电压模式PWM 控制器SG3525，最后通过Saber 仿真软件得到了多个输出参考点的仿真波形，由波形可见仿真效率高且设计满足开关电源稳定输出直流7.5V 电压的指标。

随着电子信息产业的不断进步，开关电源技术也在日新月异的发生变化。

目前，开关电源主要应用于生活中一些常见的电子设备中，具有体积小、可靠性好和高效率等特点，已经逐步发展为当代电子信息产业中一种不可或缺的电源设备。

开关电源通过不同种类的拓扑结构，将标准电压转换为各种设备所需求的电压的电能转换装置。

在电力电子中，开关电源的拓扑结构有好多种，常用的电路拓扑有单端正激、单端反激、推挽、全桥和半桥等结构。

在设计过程中，我们可以利用仿真软件对开关电源进行设计和验证，从而能够节约成本、减少工作量等。

在本论文中，主电路采用半桥结构，控制电路选用PWM 控制芯片SG3525，最后利用Saber 仿真软件进行建模和仿真，设计了一款将220V 交流电压降为7.5V 直流电压输出，在Saber 软件中分析直流工作点和瞬态分析工作过程的仿真输出波形进行参数的调整，从而在一定程度上验证了该款电源具有良好的稳定性，满足设计指标。

1 设计原理主电路采用半桥拓扑结构，其工作原理是：当开关S 1开通后，二极管VD1处于导通状态，S2开通后，二极管VD2处于导通状态；当两个开关都处于关断状态时，变压器绕组W1中的电流值为零，此时绕组W2和W3中电流幅值大小相等，方向相反，二极管VD1和VD2处于导通状态。

半桥变换电路变压器励磁方式为双向，可靠性低且需要复杂的隔离驱动电路。

其拓扑结构如图1所示：图1 半桥变换电路原理图控制电路部分选用PWM 控制芯片SG3525，SG3525芯片是由美国Sllicon General 公司研发，是一款电压模式控制的PWM 控制芯片。

Saber电源仿真基础

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Saber电源仿真--基础篇[讲课讲稿

Saber电源仿真一一基础篇电路仿真作为电路计算的必要补充和论证手段，在工程应用中起着越来越重要的作用。

熟练地使用仿真工具，在设计的起始阶段就能够发现方案设计和参数计算的重大错误，在产品开发过程中，辅之以精确的建模和仿真，可以替代大量的实际调试工作，节约可观的人力和物力投入，极大的提高开发效率。

Saber仿真软件是一个功能非常强大的电路仿真软件，尤其适合应用在开关电源领域的时域和频域仿真。

但由于国内的学术机构和公司不太重视仿真应用，所以相关的研究较少，没有形成系统化的文档体系，这给想学习仿真软件应用的工程师造成了许多的困扰，始终在门外徘徊而不得入。

本人从事4年多的开关电源研发工作，对仿真软件从一开始的茫然无知，到一个人的苦苦探索，几年下来也不过是了解皮毛而已，深感个人力量的渺小，希望以这篇文章为引子，能够激发大家的兴趣，积聚众人的智慧，使得我们能够对saber仿真软件有全新的认识和理解，能够在开发工作中更加熟练的使用它，提高我们的开发效率。

下面仅以简单的实例，介绍一下saber的基本应用，供初学者参考。

在saber安装完成之后，点击进入saber sketch，然后选择file —> new —'schematic，进入原理图绘制画面，如下图所示：在进入原理图绘制界面之后，可以按照我们自己的需要来绘制电路原理图。

首先，我们来绘制一个简单的三极管共发射极电路。

第一步，添加元器件，在空白处点击鼠标右键菜单get part—>part galleryfile E.di t £1 |L«sicrb ^che^Btia Anilysts Ea.tr act丰电老韵I曲静酬盛強险| ®：■Harts Uaiery§>EhemaJtic inewiSBaich]ElQ Aerospace*JQ Chdr-actenzEd Fdits Libi-aries SO CommunicalicnWCl ContBol Sjysrems btllZZ DC (InlegriSAEd-CiiEuil l SO MAST Parl^ Lbr^Roww Systeml±O VHDL AMS Paks Lflknaiy SO iQB舖PlaWb有两个选择器件的方法，上面的左图是search画面，可以在搜索框中键入关键字来检索,右图是borwse画面，可以在相关的文件目录下查找自己需要的器件。

LED电路仿真设计-Saber篇

学习曲线陡峭
Saber软件功能强大但操作复杂，需要设计师具备一定的专业知识和技能。
资源占用较大
Saber软件的仿真过程需要占用较大的计算资源，对于小型项目可能存在一定的性能挑战。
成本较高
Saber软件是一款商业软件，购买和维护成本较高，可能不适合小型项目或个人用户。
THANKS
感谢观看
仿真精度设置
用户可以根据需要设置仿真的精度，如采样点数、仿真步长等。
Saber软件的仿真结果分析
波形分析
参数优化
通过Saber软件的波形分析功能，用户可以观察LED电路的输入输出波形，了解电路的工作状态和性能表现。
根据仿真结果，用户可以对元件参数进行优化，以提高LED电路的性能指标。
可靠性分析
05
LED电路仿真设计的挑战与展望
LED电路仿真设计的挑战
高精度模拟需求
LED电路的特性要求高精度模拟，以准确预测其性能和行为。
复杂的光学效应
LED的光学效应（如散射、反射和干涉）增加了电路仿真的复杂性。
材料特性的多样性
不同LED材料的电气和光学特性差异大，增加了仿真的难度。
热效应的考量
LED在工作时会产生热量，热效应对LED性能有显著影响，需要纳入仿真设计。
总结词
LED照明电路仿真设计能够预测实际照明效果，优化照明质量和能效，降低设计和制作成本。
VS
详细描述
LED照明电路的设计需要考虑照明的均匀性、颜色和亮度等参数。通过仿真设计，可以预测不同电路参数下的照明效果，从而优化电路设计，提高照明质量和能效。此外，仿真设计还可以帮助设计师快速评估不同方案的成本和性能，为实际制作提供可靠的依据。

基于Saber的反激式开关电源仿真

基于Saber的反激式开关电源仿真摘要通过使用Saber软件,搭建电路级模型,仿真研究反激式开关电源。

分析反激式开关电源原理,并与试验样机做对比,体现仿真对设计的指导性作用。

关键词aber;反激式开关电源;仿真开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向。

目前,随着各种新科技不断涌现,新工艺被普遍采用,新产品层出不穷,开关电源正向小体积、高功率密度、高效率的方向发展,开关电源的保护电路日趋完善,开关电源的电磁兼容性设计及取得突破性进展,专用计算机软件的问世为开关电源的优化设计提供了便利条件。

Saber是美国Analogy公司开发,现由Synopsys公司经营的系统仿真软件,被誉为全球最先进的系统仿真软件,也是唯一的多技术,多领域的系统仿真产品,现已成为混合信号、混合设计技术和验证工具的业界标准,可用于电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,与其他由电路仿真软件相比,其具有更丰富的元件库和更精致的仿真描述能力,仿真真实性更好。

1反激式开关电源基本原理反激式开关电源其拓扑结构如图1。

其电磁能量储存与转换关系如下如图2(a)当开关管导通,原边绕组的电流Ip将线形增加,磁芯内的磁感应强度将增大到工作峰值,这时可以把变压器看成一个电感,逐步储能的过程。

如图2(b)当开关管关断,初级电流降到零。

副边整流二极管导通,感生电流将出现在复边。

从而完成能量的传递。

按功率恒定原则,副边绕组安匝值与原边安匝值相等。

2基于UC3842的反激式开关电源电路设计由Buck-Boost推演并加隔离变压器后而得反激变换器原理线路。

多数设计中采用了稳定性很好的双环路反馈(输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路)控制系统,就可以通过开关电源的PWM(脉冲宽度调制器)迅速调整脉冲占空比,从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节,达到稳定输出电压的目的。

SABER 环路计算,补偿和仿真

BUCK 电路的环路计算，补偿和仿真Xia Jun 2010-8-14 本示例从简单的BUCK 电路入手，详细说明了如何进行电源环路的计算和补偿，并通过saber 仿真验证环路补偿的合理性。

一直以来，环路的计算和补偿都是开关电源领域的“难点”，很多做开关电源研发的工程师要么对环路一无所知，要么是朦朦胧胧，在产品的开发过程中，通过简单的调试来确定环路补偿参数。

而这种在实验室里调试出来的参数真的能满足各种实际的使用情况吗？能保证电源产品在高低温的情况下，在各种负载条件下，环路都能够稳定吗？能保证在负载跳变的情况下收敛吗？太多的未知数，这是产品开发的大忌。

我们必须明明白白的知道，环路的稳定性如何？相位裕量是多少？增益裕量是多少？高低温情况下这些值又会如何变化？在一些对动态要求非常严格的场合，我们如何折中考虑环路稳定性和动态响应之间的关系？有的放矢，通过明确的计算和仿真，我们的产品设计才是科学的，合理的，可靠的。

我们的目标是让产品经得起市场的检验，让客户满意，让自己放心。

一切从闭环系统的稳定性说起，在自动控制理论中，根据乃奎斯特环路稳定性判据，如果负反馈系统在穿越频率点的相移为180°，那么整个闭环系统是不稳定的。

很多人可能对这句话很难理解，虽然自动控制理论几乎是所有大学工科学生的必修课，可大部分是是抱着应付的态度的，学完就忘了。

那就再给大家讲解一下吧。

等式：V out=[Vin-V out*H(S)]*G(S)公式：Vout Vin G S ()1G S ()H S ()⋅+G(S)/(1+G(S)*H(S))就称之为系统的闭环传递函数，如果1+G(S)*H(S)=0，那么闭环系统的输出值将会无限大，此时闭环系统是不收敛的，也即是不稳定的。

G(S)*H(S)是系统的开环传递函数，当G(S)*H(S)=-1时，以S=j ω带入，即获得开环系统的频域响应为G(j ω)*H(j ω)=-1，此时频率响应的增益和相角分别为：gain =‖-1‖=1angle=tan -1(0/-1)=180°从上面的分析可以看出，如果扰动信号经过G(S)和H(S)后，模不变，相位改变180°，那么这个闭环系统就是不稳定的。

Saber仿真电源案例详解

file://E:\设计相关\saber专辑\Saber Power.htm
2006-3-19
Saber Power
页码，3/5
电源变压器设计的三种解决方案：
·器件模型法：Saber软件自带大量的变压器模型，以适应不同的磁心材料 (如3c2、3c6、3c8 等)、
磁心形状 (如EC、EP、EI、POT、SQUARE、TOROID、UI、UU、ETD等) 以及线圈的不同端口数目。
协同仿真功能:
Saber 的协同仿真器将 Saber 的混合信号分析同 Mentor Graphics 公司 ModelSim、Mo delSim/PLUS 或 Cadence 的 Verilog-XL 的纯数字仿真能力结合起来。这个接口使得 Avant! 的 Saber 仿真器拥有同其它设计环境中用的工业标准 VHDL 及 Verilog 仿真器协同仿真的优势。这些设计环境包括 Avant!的 SaberSketch、Mentor Graphics、Cadence 和 Innoveda 等。仿真输出的结果在 SaberScope 波形分析器中按时间排列起来，这使你更容易观察并对照模拟及数字信号的数据。
模拟/数字边界的接口：
Saber 混合仿真产品在模拟/数字边界应用了 Avant!特殊的 Hypermodel 接口模型来使设计的数字部分在数模接口处有着正确的电路特性。Hypermodel 是在网表产生时自动加到设计中去的，使得同模拟器件相连的数字管脚具有精确的模拟电路仿真特性。对于 TTL，CMOS，ECL 等各种不同工艺的标准逻辑管脚，Saber 提供给您至少 3500 多种 Hypermodel。这些 Hypermo del 可以被修改来同用户自定义的数字特性相匹配。Hypermodel 都是用 MAST 语言来完成的(而不象其竞争产品一样将数模接口写死在设计中)，这就意味着如果库中不存在，你可以创建自己的 Hypermodel 库。

开关电源电路中拓扑电感的Saber仿真辅助设计

开关电源电路中拓扑电感的Saber仿真辅助设计一、（输入输出）滤波网络在电路中的地位拓扑电感（变压器）是拓扑需要，滤波电感是纹波需要，只有当拓扑电感不足以满足纹波要求时，才使用滤波电感（增加LC滤波网络）。

这意味着：1、如果拓扑电感满足纹波要求，可以不要滤波电路。

2、当拓扑电感不能满足纹波要求时，才另外单独考虑滤波电路。

3、拓扑电感的主要任务是应对拓扑需要的能量转移，而不是应对纹波的。

4、滤波电路的唯一任务就是滤波，不干别的。

二、滤波网络与拓扑的关系所有电压型拓扑总可以这样表达：其中，输入电容Cin、输出电容Cout都的拓扑允许的，甚至是拓扑必须的。

同时，Cin、Cout也可以理解为拓扑本身的、自带的滤波电路。

这里，虚线内的滤波网络现在是一个电容，也就是二端滤波网络，但是它也可以是三端甚至四端网络。

注意：图中没有任何电感，拓扑的电感（或者变压器）在拓扑模块内没有画出来。

三、输出滤波网络对于大多数电压型拓扑而言，输出端总有一个电容Cout，而且这个电容就是滤波的意思。

一般情况下，我们总可以通过调整Cout的大小满足任何需要的纹波要求。

然而在某些情况下，我们无法通过调整Cout的大小获得需要的输出纹波，比如：1、满足需要的纹波时，需要的Cout太大，成本和体积不允许。

2、在接近短路运行时（比如电焊机或者点焊机），普通电容的电流指标不能满足要求。

3、某些应用不允许太大的Cout存在，比如逆变系统，太大的Cout将导致控制的困难。

4、出于可靠性的考虑，在输出端不使用电解电容。

5、高精度电源，由于电容ESR的存在，始终达不到要求的输出纹波指标。

怎么办呢？其实很简单：1、找出能够接受的电容2、把这个电容一分为二3、中间放一个适当的电感4、调整这个电感直到满足输。

开关电源仿真原理图saber

Saber电源仿真--基础篇[

关于saber在电源仿真中的几个技巧

开关电源中Saber仿真设计实例

Saber仿真开关电源设计

SABER实践教程(关于saber在电源仿真中的几个技巧)

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基于Saber的开关电源设计仿真

最新开关电源仿真

Saber电源仿真基础

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LED电路仿真设计-Saber篇

基于Saber的反激式开关电源仿真

SABER 环路计算,补偿和仿真

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开关电源电路中拓扑电感的Saber仿真辅助设计