工程师详细讲解Simetrix/Simplis仿真基础流程（二）

3.自建子电路，库

有时候为了画图方便，而库里面有没有现成的，我们需要自己建立子电路或者库，把一个功能模块的电路另存为一个电路文件，提供响应的接口，另外一个电路调用它，而不需要把整个子电路在图上画出来，或者是干脆封装成一个库文件，直接调用库就可以了。

这里通过做一个 “压控振荡器”（类似LLC频率随FB电压改变）的例子来表明一下如何制作库或子电路。

需要能自己定义参数：最大频率，最小频率，增益（1V输入电压对应多少K的输出频率）

首先建立原理图，如下:

添加两个模块端子VCTRL,FOUT  (按H键可以添加模块端子)

另存为VCO.sxcmp(在另存为对话框中 保存类型选择第二项即可，表示是一个元件文件)  如下图

然后点击Simulator菜单中的 Create Netlist as Subcircuit…,建立网络表

 然后后命名为VCO，点OK确定，再点OK

 会弹出一个如下的框框，把文字全部复制下来，粘贴到记事本里面去，然后另存到C:MYMOD目录。另存文件可以命名为VCO.MOD

为了可以实现输入参数，我们要把VCO.MOD稍作修改，把影响这些的值修改为变量

在第一行最后加入params: Gain=10k Fmin=20k Fmax=50k （表示默认1V对应10K频率，最小频率20K,最大频率50K）

把V2 ARB1_N3 0 10K 改为  V2 ARB1_N3 0 Gain

把V3 ARB1_N4 0 Fmin改为  V3 ARB1_N4 0 Fmin

把V4 ARB1_N5 0 Fmax 改为V4 ARB1_N5 0 Fmax       保存

 然后点击File——Model Library——Add/Remove Libraries…

同第二节 导入PSPICE库 的操作过程一样，只不过把选择的目录由PSPICE目录改为你刚才这个MOD文件的目录（C:MYMOD）

选中下框的，点击Add,然后点OK

然后点击如下图菜单，为刚才的模型指定一个符号

打开对话框后，在左边栏里找到VCO,再点击右边的Auto Create Symbol键，为VCO自动创建一个符号。

再点击右边的New Category键，输入MYMOD,点OK

然后点击下方的Apply Changes键，好了，我们可以使用这个新创建的VCO库了。

新建一个原理图，点击Place——From Model Library…，找到刚才建立的库

在左边的栏里找到MYMOD,选中右边的VCO,然后点下方的Place放置元件。

建立好原理图如下，选中元件，点右键菜单的第二项为编辑参数。

参数设置如下，Gain设置为5k,表示输入1V输出就是5K的频率。Fmin设为4k,Fmax设为20k,表示最小输出频率为4k,最大输出频率为20k.

V1是个从0-10V变化的分段电压源

再看仿真结果，是不是和设计的相符合呢

子电路的建立更简单，这里就不再说了。

5 用SIMETRIX仿真开环BUCK

按下图画好原理图

放置直流电源，压控开关，方波电源V2,理想二极管，电感，电容，电阻，探头，一个简单的理想BUCK电路就完成了。

再看仿真波形，发现叠加在一起了。

没关系，按波形窗口 Curves菜单中的Stack All Curves就可以展开

展开波形如下。

6.用SIMPLIS 仿真BUCK电路：POP分析，AC分析。

实际上SIMETRIX/SIMLIS包含SIMETRIX和SIMLIS两个仿真内核，SIMETRIX是用的PSPICE内核，而SIMLIS是一个基于分段线性元件建立的内核，所以速度更快，可以直接找到开关电路的稳定工作点，可以不用平均模型，直接从原理图上得到传递函数。

首先要选择SIMLIS内核。

按下图点击菜单。

再选择第二项，按OK

可以画图了。

V2是个三角波，V3是FB信号，V2和V3比较后形成一个方波作为驱动信号。5V 的FB电压对应100%的占空比

 可以看到仿真波形如下，但速度却快了很多，20ms的仿真时间3秒钟就完成了。

如果不想看稳定的过程，直接看稳定后的结果，并且要得到VB对输出的波特图，就要借助POP分析。

首先要加入一个POP Trigger,就是图中的X1,必须加在有周期性信号的地方，比如图中的三角波发生器。

要看波特图，要加入AC源（图中的V4）和波特图观察器（在Probe AC/Noise菜单可以找到）

然后很重要的一点，要在分析设置对话框中设置POP分析的参数，按下图勾选，Max.period时间要大于开关周期时间，比如本例开关频率为50K,那么这个数就要大于20u,这里取50u

然后运行分析，直接得到了稳态值和波特图。

7.一些简单的实例：桥式整流加恒功率负载—表达式的应用

                                 填谷PFC PF值计算-波形的分析和处理

                                 启动时间的仿真-使用受控源

(1)桥式整流加恒功率负载—表达式的应用

我们想知道桥式整流后大电解上的电压波形，但是又不想做一个完整的反激电路，我们可以假设反激电源是个恒功率负载，是不是可以做一个简单的恒功率负载达到目的呢
用表达式可以实现！

如下图，输入电压是90VAC/50HZ,电解电容是20U,V2是10V表示输入功率10W.

整个恒功率负载其实就是ARB1,其实是个表达式，更可以看作多功能的受控源，在PLACE菜单能找到

在里面设置两组电压输入，一路电流输出，如下图

并在框里输入V(N2)/V(N1).表示输出电流等于V2上的电压除以大电解上的电压

看仿真波形，大电解上的电压波形不是很低嘛，有90V以上

（2）填谷PFC PF值计算-波形的分析和处理

如何计算填谷PFC 的PF值呢，PF=有功功率/视在功率，波形的计算功能能帮我们达到目的。画好图，加入恒功率负载，并添加输入电压和输入电流的探头，如下图

运行仿真，再得到波形后点图上的RMS按钮求的有效值

再点Plot菜单Mutiply Two Curves,得到电压和电流相乘的波形

分别选中电压和电流，点OK

于是我们得到了一个计算出来的波形，再点AVG,求出平均值，即是有功功率

我们算出PF=20.52/(90*0.2726)=0.836

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