(整理)Saber 仿真实例.

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Saber电源仿真--基础篇[

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。

(完整版)Saber仿真软件介绍

(完整版)Saber仿真软件介绍

Saber 软件简介Saber软件主要用于外围电路的仿真模拟,包括SaberSketch和SaberDesigner两部分。

SaberSketch用于绘制电路图,而SaberDesigner 用于对电路仿真模拟,模拟结果可在SaberScope和DesignProbe中查看。

Saber的特点归纳有以下几条:1.集成度高:从调用画图程序到仿真模拟,可以在一个环境中完成,不用四处切换工作环境。

2.完整的图形查看功能:Saber提供了SaberScope和DesignProbe 来查看仿真结果,而SaberScope功能更加强大。

3.各种完整的高级仿真:可进行偏置点分析、DC分析、AC分析、瞬态分析、温度分析、参数分析、傅立叶分析、蒙特卡诺分析、噪声分析、应力分析、失真分析等。

4.模块化和层次化:可将一部分电路块创建成一个符号表示,用于层次设计,并可对子电路和整体电路仿真模拟。

5.模拟行为模型:对电路在实际应用中的可能遇到的情况,如温度变化及各部件参数漂移等,进行仿真模拟。

第一章用SaberSketch画电路图在SaberSketch的画图工具中包括了模拟电路、数字电路、机械等模拟技术库,也可以大致分成原有库和自定义库。

要调用库,在Parts Gallery中,通过对库的描述、符号名称、MAST模板名称等,进行搜索。

画完电路图后,在SaberSketch界面可以直接调用SaberGuide对电路进行模拟,SaberGuide的所有功能在SaberSketch中都可以直接调用。

➢启动SaberSketchSaberSketch包含电路图和符号编辑器,在电路图编辑器中,可以创建电路图。

如果要把电路图作为一个更大系统的一部分,可以用SaberSketch将该电路图用一个符号表示,作为一个块电路使用。

启动SaberSketch:▲UNIX:在UNIX窗口中键入Sketch▲Windows NT:在SaberDesigner程序组中双击SaberSketch图标下面是SaberSketch的用户界面及主要部分名称,见图1-1:退出SaberSketch用File>Exit。

整流电路仿真saber

整流电路仿真saber

实验要求:整流电路,输入电压220V,50Hz;输出电压311V DC(相控和斩控输出电压250V)。

输出功率:500W。

(saber)一、仿真分析:单相桥式整流电路,带大电容滤波,4700uF。

比较分析不控整流,相控整流,PWM整流电路的输入电流THD和输入功率因数。

1.二极管不控整流电路硬件电路图搭建如下:输出电压波形如下:输入电压、电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:先求出电压电流相位差α,通过saber中的delay来观察从上图可以分析出,电压、电流基波相位基本一致cosα约为1,所以功率因数主要由THD决定。

由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=1.93cosPF=α=0.462.相控整流电路硬件电路搭建如下:通过改变clock里面的start_delay时间来实现移相控制驱动信号波形:相控触发角模拟30°输出电压波形输入电压电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=1.99cosPF=α=0.448为了使输出电压达到250V,输出功率为500W,将电容改为120uF,负载变成125Ω输出电压如下:输入电压电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=0.92PF=α=0.74cos3.PWM整流电路硬件电路搭建如下:驱动PWM信号:输出电压波形如下:输入电压电流波形如下:输入电流FFT分析如下:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=0.419cosPF=α=0.923为了使输出电压达到250V,输出功率为500W,将电容改为120uF,负载变成125Ω输出电压如下:驱动PWM信号:输入电压电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=0.418cosPF=α=0.923二、仿真分析:单相不控整流电路,比较分析带大电容滤波和LC滤波电路下的输入功率因数。

Saber电源仿真--基础篇[

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。

LED电路仿真设计-Saber篇

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。

Saber仿真实例共享

Saber仿真实例共享

Saber仿真实例共享Saber仿真软件作为一种设计工具对电源工程师是非常重要的,现在发起此帖,请大家把自己已经调试成功的Saber仿真实例放论坛让大家共享,相互学习提高。

每个实例请注明:仿真电路主题(电路来源)、Saber软件的版本号、仿真条件(时间End Time、步长Time Step等)先放第一个实例:PFC芯片L6561仿真实例,Saber2007,L6561数据手册电路,End Time=20m、Time Step=1u其中:一个周期内输入电压电流跟踪波形:其中变压器设置情况如下:其中:电路、磁心型号EE3528、匝数24:2、气隙1.8mm 等数据来源于控制芯片L6561数据手册磁心材质"3C8"(相当于PC40), 截面84.8u(平方米), 磁路长69.7m(米), 数据来源于EE3528磁心数据手册. 原边绕组电阻10m(欧姆), 副边绕组电阻1m(欧姆),是大致估计,完了修正.L6561.rar临时.bmp∙回复 ∙ 分享 ∙ 2010-03-27 20:37∙∙ 1楼∙ simon009∙ | 本网技工 (119) | 发消息 太感谢了!!!!!∙回复 ∙∙ 2010-03-27 20:41 ∙ 2楼∙nc965∙| 副总工程师 (2001) | 发消息simon 20:44:48请问下,ETD29是你自己搭建的模型吗?清风 20:44:58不是simon 20:45:15貌似saber里面没有哟。

清风 20:46:01非线形2绕组变压器模型,里面输参数即可∙回复∙∙2010-03-27 20:46∙22楼∙yunyun∙| 助理工程师 (373) | 发消息感谢!!!!∙回复∙∙2010-03-31 12:15∙3楼∙nc965∙| 副总工程师 (2001) | 发消息PWM芯片SG3845仿真实例,Saber2007,Time Step=1u3845.rar∙回复∙∙2010-03-27 22:20∙4楼∙nc965∙| 副总工程师 (2001) | 发消息6KW移相全桥准谐振软开关电焊电源Saber2007,Time Step=1u单管电压\电流\损耗波形bumingsunhao.rar∙回复∙∙2010-03-27 22:38∙5楼∙jamenyang∙| 本网技师 (219) | 发消息楼主的电源仿真设置是怎样的,我感觉设置很重要,几年前能仿真的线路,早几天拿出来仿真,就出错,总是说非线性错误,什么的,麻烦到死。

saber调用外部C程序仿真

saber调用外部C程序仿真

作者 : 陈锋使用saber调用外部C程序共有三步:1. 用MAST语言编写一个template,其实就是一个saber和外部程序的接口。

可以用记事本编写,保存成*.sin文件2. 在saber中新建一个symbol,跟上面的template建立连接,以后仿真的时候用的就是这个symbol。

保存成*.ai_sym3. 用VC编写一个算法,并生成动态链接库*.dll下面具体介绍上面三步:举一个例子:做一个2倍器,就是输出是输入信号的2倍。

算法在C程序里,template是接口,这个例子中是单值传输,多值传输的时候会有不同,后面介绍。

1. 先编写一个template#MAST语言中注释用“#”符号,不是“//”element template xjtu in1 out1 = k #template是声明字不可缺,xjtu是这个模块名input nu in1 #in1 是输入,out1是输出,换行不用“;”output nu out1number k = 1{foreign number PWM() #外部程序声明,单值传输要number 后面还要括号out1 = PWM(k*in1) #程序调用很随意,单值传输可以直接给输出调用}写完后,保存成xjtu.sin #文件名要和模块名一致2. saber中建一个symbolnew->symboltools->drawing tolls画一个symbol属性里面添加一项primitive 名字就用刚才template的名字xjtu,saber就会自动为这两个建立连接完成之后保存为xjtu.ai_sym3.用VC建一个动态连接库的工程头文件加三个#include <stdio.h>#include <math.h>#include "saberApi.h" /* Specify the complete path here to"<saber_home>/include/saberApi.h" */saberApi.h 这个头文件到saber文件夹里去找后面一定要加下面一段,直接照抄,不要多也不能少。

LED电路仿真设计__Saber篇

LED电路仿真设计__Saber篇

三、 SABER 的仿真分析
Saber用下列方法来调节设计参数,如设计中的元件数值 及容限等: Vary:用Vary可以对设计或元件的一系列设定的参数进行 描述,对每个参数都进行一系列的分析。 Monte Carlo:用蒙特卡诺分析对设计或元件参数随机变化 ,进行各种分析,对模拟结果进行评估。 Sensitivity:对不同设计或元件的参数的改变,性能测量的 敏感度。 Stress:在精确的DC、DC传输或瞬态分析中,分析元件是 否会过应力。
绘图工具 设计工具
Saber RT (Simulator Real Time) Model Architect 报告
测试
选择器件 命令行
宏记录器
saber sktech 基本操作——绘制电路原理图
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 :
一、SABER 软件概述
1.3 模型库 Saber拥有市场上最大的电气、混合信号、混 合技术模型库,它具有很大的通用模型库和较为 精确的具体型号的器件模型,其元件模型库中有 4700多种带具体型号的器件模型,500多种通用模 型,能够满足航空、汽车、船舶和电源设计的需 求。Saber模型库向用户提供了不同层次的模型, 支持自上而下或自下而上的系统仿真方法,这些 模型采用最新的硬件描述语言(HDL),最大限度地 保证了模型的准确性,支持模型共享。
Saber Sktech 基本操作--修改器件参数
按照上述方法 把器件的参数 设置为:电压 源12V,基极电 阻为10K,集电 极电阻为1K。 电路图如图所 示:
三、Saber simulator仿真界面简介

saber仿真实例

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。

saber下MOSFET驱动仿真实例

saber下MOSFET驱动仿真实例

saber 下MOSFET 驱动仿真实例设计中,根据IXYS 公司IXFN50N80Q2 芯片手册中提供的ID-VDS,ID-VGS 和Cap-VDS 等特性曲线及相关参数,利用saber 提供的Model Architect 菜单下Power MOSFET Tool 建立IXFN50N80Q2 仿真模型,图5-1 所示MOSFET DC CharacterisTIcs 设置,图5-2 所示MOSFET Capacitance CharacterisTIcs 设置,Body Diode 参数采用默认设置。

首先验证Rg、Vgs、Vds 关系,仿真电路如图这里电路中加入了一定的电感Lg,仿真电路寄生电感,取值是0.05uH,有没有什幺依据?我当时是想导线计算电感的时候好像是要加上0.05u,就放了个0.05u。

仿真过程是,Rg 分别取1 欧姆,到10 欧姆,到100 欧姆。

验证Rg 取值对驱动波形Vgs 和开关导通特性Vds 影响。

结果如下图:可以看出,不同Rg 阻值对MOSFET IXFN50N80Q2 的影响。

设计中,取Rg=10,取Rg=1,担心过冲击穿Vgs,取100,上升沿速度太慢,不满足高速应用。

下边讨论MOSFET 串联问题。

仿真电路如图:仿真电路中两路驱动,只有Rg 参数不一致,其他均一致。

Q2 的驱动电路中Rg=15,Q1 的驱动电路中Rg=10,这样的目的是在讨论驱动电路中等效电阻的不一致(可能来自Rg 本身不一致,也可能是线路不同,器件不同而造成的不一致)情况下,对串联MOSFET 导通过程影响。

观察Vd1 和Vd2 两点的波形,如图:从图中可以明显看到,由于驱动电路参数不一致Rg1一般MOSFET 串联都需要动态和静态均压。

静态均压见图中的MOSFET 两端并联电阻,取值可以参考MOSFET 手册中关断状态的漏电流,通过静态电阻的漏电流是通过MOSFET 静态漏电流的6 倍左右,太大会加大电阻静态损耗。

Saber常见电路仿真实例

Saber常见电路仿真实例

Saber常见电路仿真实例一稳压管电路仿真 (2)二带输出钳位功能的运算放大器 (3)三5V/2A的线性稳压源仿真 (4)四方波发生器的仿真 (7)五整流电路的仿真 (10)六数字脉冲发生器电路的仿真 (11)七分频移相电路的仿真 (16)八梯形波发生器电路的仿真 (17)九三角波发生器电路的仿真 (18)十正弦波发生器电路的仿真 (20)十一锁相环电路的仿真 (21)一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。

二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.三5V/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。

(整理)Saber 仿真实例.

(整理)Saber 仿真实例.

Saber 仿真开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计 (2)一、Saber在变压器辅助设计中的优势 (2)二、Saber 中的变压器 (3)三、Saber中的磁性材料 (7)四、辅助设计的一般方法和步骤 (9)1、开环联合仿真 (9)2、变压器仿真 (10)3、再度联合仿真 (11)五、设计举例一:反激变压器 (12)五、设计举例一:反激变压器(续) (15)五、设计举例一:反激变压器(续二) (19)Saber仿真实例共享 (26)6KW移相全桥准谐振软开关电焊电源 (27)问答 (28)开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计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。

saber自带的磁性器件建模功能很强大的,可以随意调整磁化曲线。

但一般来说,用mast模型库里自带的模型就足够了。

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实践教程(关于saber在电源仿真中的几个技巧)

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仿真实验报告

Saber仿真实验报告

作业1要求:(1)完成电阻电感负载下单相桥式整流电路的设计,其中电源电压是频率为50Hz、幅值为310V、初相角为0的正弦周期电压源,负载电阻为2Ω,负载电感为6.5mH。

模拟触发角为00、300、600时的工作过程,并分析整流的特点和工作过程。

(2)将负载电感修改为20mH后模拟触发角为00、300 、600的工作过程,并分析负载电感对单相桥式整流电路特性的影响。

分析负载电感对输出直流电压的影响,并提出消除这种影响的方法。

(3)将电源电压的phase属性值修改为10后模拟触发角为300的情况,这时应该修改元件的那些属性值才能够得到正确的结果。

你是怎样判断得到结果的正确性。

(4)在负载中增加一100V的直流反电动势负载(电感保持为6.5mH),分析负载电流的特性。

作触发角为00,300时的仿真分析。

实验一1.第(1)问的仿真与分析单相桥式整流电路仿真电路见下图1,其中电源电压是频率为50Hz、幅值为310V、初相角为0的正弦周期电压源,负载电阻为2Ω,负载电感为6.5mH。

Clock1与clock2的延时角始终相差半个周期,即10m秒。

图1单相桥式整流电路触发角为0度时的仿真波形如下图2。

从上到下的波形分别为控制信号、输入单相电压、晶闸管VT1正向压降、输出电压波形、输出电流波形,这5种信息。

图 2 触发角a=0度的波形分析:(1)触发角为0度时,整流相当于对电压波的值取绝对值,即效果单相桥式二极管整流效果一致,如图中的Vout。

晶闸管承受反向电压,即输入电压的负半轴,如图中第三行的波形。

负载电流为非理想的正弦波,其相角滞后于电压相角,这正是由于负载为感性负载所致。

Clock1与clock2正好相差10m秒。

(2)四个晶闸管每次有两个开通,有两个关闭,同一半桥的晶闸管的开关状态是互补的,对角的两个晶闸管同时导通同时关闭。

触发角为30度时的仿真波形如下图3。

从上到下的波形分别为控制信号、输入单相电压、晶闸管VT1正向压降、输出电压波形、输出电流波形,这5种信息。

saber仿真实例之稳压管

saber仿真实例之稳压管

Saber仿真实例-稳压管
一,稳压电路仿真
稳压管U-I曲线:
稳压管好坏判定标准,依据动态电阻来判断:
变化越小的r,稳压管性能越好。

稳压管的动态电阻是随工作电流变化的,工作电流越大,动态电阻越小。

因此,为使稳压效果好,工作电流要选得合适。

工作电流选得大些,可以减小动态电阻,但不能超过管子的最大允许电流(或最大耗散功率)。

各种型号管子的工作电流和最大允许电流,可以从手册中查到。

稳压管的设置:
在saber model里面更改设置,其中Vzt是稳压值,其他参数可自行百度。

一DC Operating Point:
选择results—back annotation,将结果标在原理图上:
二DC Transfer:
选择要分析的独立源,v_dc1,然后按stepby设置扫描方式和范围。

下面是Vout和Vin的变化:
从测试波形来看,输出Vout基本稳定不变。

三vary分析Vout随负载电阻变化输出Vout基本不随负载电阻Rload变化。

整流电路仿真saber

整流电路仿真saber

实验要求:整流电路,输入电压220V,50Hz;输出电压311V DC(相控和斩控输出电压250V)。

输出功率:500W。

(saber)一、仿真分析:单相桥式整流电路,带大电容滤波,4700uF。

比较分析不控整流,相控整流,PWM整流电路的输入电流THD和输入功率因数。

1.二极管不控整流电路硬件电路图搭建如下:输出电压波形如下:输入电压、电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:先求出电压电流相位差α,通过saber中的delay来观察从上图可以分析出,电压、电流基波相位基本一致cosα约为1,所以功率因数主要由THD决定。

由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=1.93cosPF=α=0.462.相控整流电路硬件电路搭建如下:通过改变clock里面的start_delay时间来实现移相控制驱动信号波形:相控触发角模拟30°输出电压波形输入电压电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=1.99cosPF=α=0.448为了使输出电压达到250V,输出功率为500W,将电容改为120uF,负载变成125Ω输出电压如下:输入电压电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=0.92PF=α=0.74cos3.PWM整流电路硬件电路搭建如下:驱动PWM信号:输出电压波形如下:输入电压电流波形如下:输入电流FFT分析如下:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=0.419cosPF=α=0.923为了使输出电压达到250V,输出功率为500W,将电容改为120uF,负载变成125Ω输出电压如下:驱动PWM信号:输入电压电流波形:输入电流FFT分析:PF值计算如下:由20lg(THD)=THD(SABER)得THD=0.418cosPF=α=0.923二、仿真分析:单相不控整流电路,比较分析带大电容滤波和LC滤波电路下的输入功率因数。

saber反激变换器仿真实例

saber反激变换器仿真实例

为大家介绍一个开关电源仿真的实例。

由于开关电源具有很强的非线性,并且经常是双环乃至多环反馈,因此无论用哪种仿真工具,对其进行仿真分析都是一件很困难的事情,相信用Saber进行开关电源分析的网友,也有过类似的经验。

这个仿真实例中使用了TI的UC3844做为控制器,实现一个反激电路。

验证电路源于TI公司的UC3844 数据手册(data sheet) 第七页所提供的反激变换器设计电路,如下图所示:在SaberSketch根据对该原理图进行适当修改,具体修改情况如下:1.输出由双路±12V/0.3A 的负载改为24V/0.6A负载.2.输出滤波电容C12/C13 由2200u 改为141u. C11 由4700u 改为3000u3.去掉负载绕组供电的复杂滤波网络, 改为RC充电模式, 其中R=10, C=C2=100u.4.将输出部分的滤波器由π 型改为电容直接滤波.5.去掉MOSFET (UFN833)的缓冲电路( SNUBBER).6.对部分Saber中没有模型的器件进行替换:a. POWER MOSFET UFN833->mtp4n80eb. Current Sense R10=0.33->R10=0.55c. Output Rectifier USD945->mbr2545ct UFS1002->ues704d. T1采用xfrl3 template 使用电感量控制变比, L1=1m, L2=10.7u, L3=216.7u, L4=66.9u.在完成以上修改后,在各种负载条件下,对该电路进行仿真分析。

测试条件:Vacin = 117V,Vout = 5V/4A (Rload =1.25)Vout = 24V/0.6A (Rload=40)分析结果如下:如上图图所示,额定负载情况下,Vout = 5.0019V/23.933V。

如上图所示,额定负载情况下输出频率为: FOSC= 39.383KHz , 占空比D=0.26761, 输入直流电压Vdc=144.31V。

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Saber 仿真开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计 (2)一、Saber在变压器辅助设计中的优势 (2)二、Saber 中的变压器 (3)三、Saber中的磁性材料 (7)四、辅助设计的一般方法和步骤 (9)1、开环联合仿真 (9)2、变压器仿真 (10)3、再度联合仿真 (11)五、设计举例一:反激变压器 (12)五、设计举例一:反激变压器(续) (15)五、设计举例一:反激变压器(续二) (19)Saber仿真实例共享 (26)6KW移相全桥准谐振软开关电焊电源 (27)问答 (28)开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计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。

saber自带的磁性器件建模功能很强大的,可以随意调整磁化曲线。

但一般来说,用mast模型库里自带的模型就足够了。

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。

需要注意的是,k 为 0。

99 时,漏感并不等于 lp 或者 ls 的 1/100。

漏感究竟是多少,后述。

其他设置项我没有用过,不懂的可以保持默认值。

非线性变压器参数设置(以2绕组为例):其中:np、ns 初级、次级匝数rp、rs 初级、次级绕组直流电阻值area 磁芯截面积,即 Ae,单位平方米,84.8u 即 84.8 微平方米,也就是 84.8 平方毫米。

len_fe 磁路长度,单位米,这里的 69.7m 是EE3528磁芯的数据len_air 气隙长度,单位米,这里的 1.8m 是最后获得的设计参数之一。

matl 磁芯材质,下一讲了其他参数我也不会用,特别是没有找到表达漏感的设置。

有了Saber 中这两类变压器模型,基本上足以应付针对变压器的仿真了。

他们的特点是,xfrl 模型速度快,不会饱和,而且有漏感表达,xfrnl 模型真实,最后得出设计数据主要靠它了。

应用这两个模型有几个小技巧需要掌握:1、已知 lp、ls 求匝比,或者已知 lp、匝比求 ls2、已知线径、股数、匝数、温度,计算绕组电阻值3、已知磁芯型号,查磁芯手册获得 area、len_fe 参数三、Saber中的磁性材料总共在Saber(2007)中找到9种材质的磁心,参数如下:Saber的磁心采用的是飞利浦的材质系列,但是不知道什么原因除了表中黄色部分的4种材质外,查不到其他材质的文档。

因此采用了类比法用仿真求出了其他材质的主要参数。

类比法用的仿真电路实际上是个电桥,如图:电路左右对称分流,左边是一线性(理想)电感做参照,右边是需要检测的非线性电感或者变压器。

当信号源很小时,比如1mV,特定已知的材质(比如“3D3”)磁芯电感通过较大阻值的电阻分压后可得到一基准端电压,不同材质可得到一系列相对端电压,并与其初始导磁率成比例关系,从而获得表中系列材质的测试初始导磁率数据。

当信号源较大时,加大电流到适当的程度,被测试电感会出现临界饱和迹象(如图中右窗口波形刚开始变形),类比可得到各系列材质的测试B值。

这个类比电桥也是以后要用到的线性变压器和非线性变压器的参数转换电路,附后,需要的可以下载。

遗憾的是,可选择的材质实在太少,尽管Saber有专门针对磁性材料的建模工具,但是工程上常用的TDK系列,美芯、美磁等标准磁心都没有开发对应的Saber磁芯材质模型,这个重要的工作有待有心人或者厂家跟进(我觉得起码厂家应该花钱完善自己的磁材模型)。

所幸的是,我们做开关电源中的变压器使用得最多的锰锌铁氧体功率磁芯PC40材质,可以用“3C8”材质完全代替,很多实例反复证明,用“3C8”代替PC40材质仿真变压器或者PFC电感是非常准确的,仿真获得的各种参数误差已经小于PC40材料本身参数的离散性(几个百分点)。

附1:几个已知的飞利浦的材质文档四、辅助设计的一般方法和步骤1、开环联合仿真首先需要搭建在变压器所在拓扑的电路,在最不利设计工况下进行开环仿真。

为保证仿真成功,一般先省略次要电路结构,比如控制、保护环路以及输入输出滤波环节,尽量保持简洁的主电路结构。

器件可以使用参数模型(_sl后缀)甚至理想模型。

变压器、电感一般先采用线性模型。

此阶段仿真主要调整并获得变压器初、次级最合适电感量,或者电感量允许范围。

需要反复调整,逐渐加上滤波和物理器件模型,最后获得如下参数:变压器初级最佳电感量 lp变压器次级电感量及大致的匝比变压器初级绕组上的电流波形,主要是峰值电流 Im电路中其他电感的 lp、Im 值。

2、变压器仿真将上述仿真获得的(参照)变压器复制到4楼所述的类比仿真电桥中的一测,另一侧用一个对应的非线性(目标)变压器。

注意:所有变压器各绕组都要接地,一次仿真只能针对一个对应的绕组,且绕组电阻 rx 不能为0。

对称调整电路电流,使参照变压器初级上的峰值电流 = Im,这里波形和频率不重要,可以直接用工频正弦。

对目标变压器设置和调整不同的参数,包括:磁芯型号参数、匝数、气隙开度,一般用“3C8”材质。

调整目标是使电桥平衡,即类比电桥两边获得同样幅度的不失真波形。

调整中有个优化参数的问题,由于 Im 是确定的,在这个偏置电流下,首先是要找到一款最小的磁芯,适当的匝数和气隙开度,能够使其达到参照电感量。

换句话说,如果选用再小一号的磁芯则不能达到此目的(要饱和)。

其中,匝数和气隙开度有微妙之关系,一般方法应该首先求得(调试得)该磁芯在Im 条件下可能获得的最大电感量的气隙开度,保持该气隙开度不变,再减少匝数直到需要的参照的电感量。

这样的好处是:可以获得最大的抗饱和安全余量、最少的匝数(最小的绕组电阻和窗口占用)。

其中:抗饱和安全系数= 临界饱和电流/ Im 。

3、再度联合仿真把类比得到的非线性(目标)变压器代替第一步骤联合仿真电路中的线性变压器,再行仿真。

其中,由于匝数已经求得,可通过简单计算可求得绕组电阻,应修改模型中这个参数。

现在的仿真更接近真实的仿真,可以进一步观察变压器在电路中的表现,或许进一步调整优化之。

采用同样的手段,其他电感也应该逐个非线性化,饱和电感、等效漏感等也应纳入联合仿真。

其中:变压器损耗 = 变压器输入功率 - 变压器输出功率电感损耗功率 = (电感端电压波形 x 电感电流波形)平均值电感、变压器绕组铜损 = ((电感、变压器绕组端电压波形)有效值/ 绕组欧姆电阻 rx)平均值磁损 = 总损耗 - 铜损,或者,磁损 = 绕组电阻为0的变压器损耗。

五、设计举例一:反激变压器1、开环联合仿真以100W24V全电压反激变换器为例,最简洁的开环仿真电路如图(仿真压缩文件FB1附后):注:这里采用无损吸收方式,以便更仔细的观察吸收的细节和效果。

主要设计参数为:输入电压85~265VAC,对应最低100VDC,最高375VDC输出电压24V输出功率100W,考虑过载20%,即120W,对应负载阻抗4.8欧姆PWM频率50KHz先采用一个2绕组线性变压器仿真。

先初步拟订的变压器参数如下:其中暂定的偶合系数 k=0.985,可表达约3%的典型漏感。

先用极端高压(375VDC)仿这个电路:占空设在0.2左右。

调整变压器次级电感 ls,使输出达到24V。

观察Q1的电压波形,电压应力明显分为两部分,一部分是匝比引起的反射电压,最前端还有个漏感引起的尖峰电压。

D3的电压波形亦如此。

增加 ls 值可以降低Q1的反射电压,同时增加D3的反射电压。

调整ls 使Q1的反射电压低于一个可以接受的值,D3选择范围较宽,可暂不仔细追究。

增加吸收(即C1容量)可以降低漏感尖峰电压,同时调整L1电感量使C1电压刚好可以放电到0V,最终使尖峰电压低于一个可以接受的值。

不同lp 的值对应一个恰当的 ls 值,可以获得一个最大的占空比,足够的占空比才能保证高压轻载的调节性能。

以上调整应始终使输出保持在24V条件下进行。

在C1=15nF,L1=470uH条件下,可以得到如下一组数据:占空比lp(uH) l s(uH)尖峰电压反射电压0.24 535 24 572 491 0.22 460 26 564 4780.2 390 26 556 4670.18 325 30 511 456我们暂时按照占空比=0.22这一组数据进行下面的设计。

再用极端低压(100VDC)仿这个电路增加占空比,直到输出达到24V,此时占空比 0.521观察原边绕组电流波形,可以看出还有相当程度的电流连续(模式)。

平均电流1.72A,峰值电流 Im=4.17A李工,我看你的变压器原副边的GND是一样的,并没有实现隔离,这与实际不符?仿真的时候尽量接地,容易成功,实际做你分开就是,又不影响啥五、设计举例一:反激变压器(续)2、变压器仿真将上述线性变压器B1复制到类比仿真电桥的左边,同时在右边放一个非线形变压器B2,初步拟订磁芯为EE2825,接线和初步设置的参数如图:调整电源电压(41.8V),使B1初级回路的峰值电流刚好达到lm=4.17A检测此时B1的pp脚电压。

调整B2初级匝数使两边 pp 脚电压达到同样的值(即感抗相等电桥平衡),得到初级76匝。

波形不失真,说明该型号磁芯够大。

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