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学到老,活到老,一起学 Simplorer (下)

 ruiboqss9ph776 2019-08-08

本文是 21Dianyuan 社区「仿真赛」 原创  技术文章,作者 cumtzhangwang,感谢作者的辛苦付出。

上一期推送中,我们分享了 Simplorer 安装、使用教程,并初步尝试了 Buck 电路仿真,本期我们继续其他电路的仿真练习。

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学到老,活到老,一起学 Simplorer (上)

仿真及结果查看

输出电压波形 

电感电流波形

可以看出系统工作于电流临界连续模式,仿真结果与设计一致。

下图为将两个波形显示在同一张图上的方法。

下图为驱动波形与电感电流波形显示在一张图上的效果。

波形属性修改 
双击。


弹出驱动波形 [C2NC1.OUT] 属性窗口,可以修改波形颜色、样式、线宽等属性。


修改属性后,是不是觉得波形上面这个 XY PlotN 名字很别没个性。

对这个波形进行重命名。


重命名后。

波形计算

Simplorer 软件也有波形计算功能。

4.3 Flyback 电路 

4.3 Flyback 电路 

Buck 电路仿真到此为止,下面上马 Flyback 电路仿真~

设计指标

▪ 输入电压 Ui 为 120V 
▪ 输出电压 Uo 为 12V 
▪ 输出功率 Po 为 12W 
▪ 工作频率 fs 为 65KHz 
▪ 工作模式为电流临界连续 
▪ 控制方式为开环控制 
▪ 仿真软件为 Simplorer

Mathcad 简单计算 


计算结果:D=0.41 ,Lp=1.56mH,n=7

搭建原理图

Simplorer 软件中没有合适的反激变压器,用耦合电感替代,器件所在元件库位置如下图所示:

参数设置
PWM 模块设置很简单,就设置周期 (Period Time)、占空比 (Duty Cycle) 即可。

耦合电感设置也很简单,全耦合 K 设置为 1。

电阻、电容、电感等设置方法同 Buck 电路,不再赘述。

仿真及结果查看 

输出电压波形 

初、次级电感电流波形

联合仿真

05

与 Pexprt 联合,Simplorer 将如虎添翼。下面尝试 Simplorer 和 PExprt 联合仿真 Buck 电路 & Flyback 电路。

5.1 Buck 电路

5.1 Buck 电路

设计指标

▪ 输入电压:Ui=10V

▪ 输出电压:Uo=5V/1A
▪ 工作频率:100KHz
▪ 工作模式:电流临界连续 
▪ 控制方式:开环控制 
▪ 仿真软件:PExprt&Simplorer

Pexprt 电感设计
新建工程

输入参数

观察波形,符合设计指标。

选择库。

开始设计。点击 Calculations→Start Design或者下图中的 “两个电脑” 图标。

设计结果。

性能结果。

构造结果。

生成模型。

自动弹开 PEmag。

生成模型所用软件 Maxwell&Simplorer 路径设置。

生成模型的语言设置。

点击 2D 运行模型生成。

弹出对话框,点击 Start。

模型生成中。

同时自动弹出。

模型生成完成。

点击 Exit,自动返回到 PEmag。

查看生成模型的结果。

直流电阻。

交流电阻,随频率变化而变化。

励磁电感,符合设计要求。

生成的 Simplorer 模型文件。

联合仿真
下面将 Pexprt 生成的电感模型导入 Simplorer。

打开 Simplore,按照下图操作。

用 Pexprt 生成的电感模代替之前原理图中的电感 L1。

直接运行仿真。

查看结果。

电感电流波形。

对比之前的电感电流波形,可以发现有微小的变化。这是因为 Pexprt 软件生成的电感值为 12.918uH,与原电感 L1 值 12.5uH 稍有差别。

输出电压波形可以发现有微小的变化。

还可以仿真一些损耗曲线。

5.2 Flyback 电路

5.2 Flyback 电路

下面尝试 Simplorer 和 PExprt 联合仿真  Flyback 电路。

设计指标

▪ 输入电压 Ui 为 120V

▪ 输出电压 Uo 为 12V

▪ 输出功率 Po 为 12W

▪ 工作频率 fs 为 65KHz

▪ 工作模式为电流临界连续

▪ 控制方式为开环控制

▪ 仿真软件为 Simplorer&exprt

Pexprt 变压器设计

生成模型步骤见本帖,不再赘述。下面直接给出模型的一些结果。

初、次电感值。

初、次漏感值。

具体设置方法可以参考 cumtzhangwang 的帖子《学到老,活到老~一起学 Pexprt》(http://bbs./144200.html),本文不再赘述。

联合仿真

用 Pexprt 生成的变压器模代替原来之前原理图中的互感。

运行仿真并查看结果。

初、次级电感电流波形。

小结与体会

06

Simplorer 软件功能强大,瞬间即可上手,不过从上手到精通是一个很漫长的过程。


对 Simplorer 仿真感兴趣的朋友,欢迎前来论坛交流讨论。

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