1、SIMetrix/SIMPLIS

　　SIMetrix/SIMPLIS美國Transim公司開發的軟件包。它包含兩個仿真內核－SIMetrix和SIMPLIS，共用一個原理圖編輯界面，界面簡單，相對更容易掌握。其中SIMetrix是在SPICE和XSPICE基礎上開發出來的混合信號電路仿真器，它和其他SPICE類仿真軟件類似，可以精確分析電路元件工作的暫態過程。SIMPLIS是以狀態空間法為基礎的仿真內核，它的元器件采用分段線性的建模方式，運算效率很高，仿真速度是一般SPICE類仿真軟件的10到50倍。并可以直接進行開關電源的小信號分析。適合于電源系統分析，設計和優化。

SIMetrix設計界面

　　SIMetrix SPICE本質上和PSpice等仿真軟件相似，此外還它還提供了豐富的分析模式，以AC分析為例，標準SPICE只能進行頻率掃描，SIMetrix SPICE可以提供5種掃描模式。例如通過對固定頻率下的放大器直流輸入電壓掃描，查看輸入偏置及其增益的關系曲線，或進行放大器源電阻噪聲掃描分析給出優化值等等。同時可對電路做蒙特卡羅等分析，優化電路性能。

　　SIMPLIS是“Simulation For Piecewise Linear System”首字母縮寫詞。專門為開關電源系統的快速建模仿真而設計。SIMPLIS對非線性器件采用分段線性建模，將一個完整的系統定義為線性電路拓撲的循環序列，以描述開關電源系統中半導體器件的開關特性。因此可以取得很高的速度，同樣硬件配置下，其仿真速度比SPICE類軟件快10到50倍，這一特點是SIMPLIS在工程應用中尤其是電源行業里與其他仿真軟件競爭的優勢所在。其缺點在于分段線性模型沒有利用非線性方程描述的SPICE模型精確，因此在模擬實際電路波形方面，如開關電流，電壓尖刺等開關暫態過程可借助SIMetrix。 SIMPLIS具有兩種獨有的分析模式，POP（Period Operating Point）分析和AC分析。POP分析是一種快速確定開關電源穩態工作點的算法。在這種分析模式下，電路無需進行較長時間電路啟動瞬態仿真，就可快速確定開關系統的穩態工作點。它比通常意義上的瞬態仿真快100倍以上。大幅縮短了仿真時間。 SIMPLIS另一個非常突出的特點是可直接對開關電源進行小信號分析。我們知道傳統的靜態頻率掃描方法并不適用于開關電路。通常設計人員需要再次解析開關電源的狀態方程建立平均模型，建模難度較大，要求工程設計人員具備較好的拓撲分析和控制理論基礎。SIMPLIS的AC分析不需要獲得平均模型即可得到頻域響應，它模擬真實硬件電路的掃頻測量方法。在創建好的原理圖中加入AC擾動源即可進行小信號分析。其分析過程可簡單描述為首先開始POP分析，計算出系統的穩態工作點，然后進行小信號掃描，得出所需頻域曲線。

　　2、PI Expert Suite

　　PI Expert 是PI公司推出的一款用于單片開關電源的計算機輔助設計軟件，也稱為PI Expert專家系統，目前的版本是9.0。它能根據設計人員的要求，在輸入了一系列技術指標以后，自動生成電路拓撲、設計結果、材料清單、PCB布局、變壓器參數和結構等。在1-5分鐘內，就可以完成一款單片開關電源的設計工作。目前支持的單片IC有以下六大類：

　　TOPSwitch-GX PeakSwitch TinySwitch-II TinySwitch-III DPA-Switch

　　LinkSwitch-II PI Expert Suite 9.0。新版軟件現在增加了對其LinkSwitch™-PL和LinkSwitch-PH LED驅動器IC以及近期推出的TinySwitch™-4離線式開關IC產品系列的設計支持。V9.0還附帶一款增強的電路原理圖處理工具，借助這個工具，設計師可將自動生成的電路原理布局圖所創建的最終BOM上傳至選定、可滿足設計需求的領先分銷商。

　　PI Expert：是自動化的圖形用戶界面（GUI）程序，它可以根據用戶的電源規格參數，自動生成圍繞Power Integrations某一IC產品系列的電源轉換方案。PI Expert可提供構建和測試工作原型所需的所有必要信息。這些信息包括完整的交互式電路原理圖、物料清單（BOM）、電路板布局建議以及詳細的電氣參數表。PI Expert還可提供完整的變壓器設計，包括磁芯尺寸、線圈圈數、適當的線材規格以及每個繞組所用的并繞線數。此外，還可生成詳細的繞組機械裝配說明。該程序可以將設計時間從數天縮短至幾分鐘。

　　· PI Xls Designer：PI Xls Designer是基于設計表格的應用程序，能讓電源設計師在設計過程中獲得更多的控制。同時，也提供包括詳細的繞組機械裝配說明在內的變壓器構建支持。 PI Xls Designer根據您提供的有關輸入、輸出以及其他所有必需的設計規格來執行所有必要的計算，以設計和評估采用Power Integrations的IC的電源轉換方案。

　　3、webench

　　自從德州儀器于1999年推出 WEBENCH 網上設計工具后，設計工程人員便可在數分鐘內于網上創建出可靠的電源供電電路，用戶只要輸入所要求的電路性能， WEBENCH 工具套件便可完成設計。今天，WEBENCH 設計工具可以在數秒間創建和展示出所有符合設計要求的可行方案，包括電源供應器、照明系統和傳感電路等，讓用戶可在決定設計方案前，從系統和供應鏈的角度比較來自不同設計的數值，而這種專業的分析工具在業內可說是唯一的。

　　所有這些設計工具都可通過 WEBENCH Visualizer 接口提供出多個不同的完整系統選擇 （一目了然的數值比較！） ，而設計工程人員只需調校 WEBENCH 優化旋鈕便可從大小、效率和系統成本的角度調整結果。。

　　WEBENCH 設計工具中的經濟效益系統（Eco-System 是促成這種數值式比較的關鍵，當中包含超過 110 個不同的組件供貨商和電子零件分銷商，該 Eco-System 可提供超過 21.000 款組件的電氣和物理特性，而且其網上價格和供貨數據可每小時更新。目前，WEBENCH 設計工具可支持簡體中文、日文和英文三種語言。

　　采用 WEBENCH 設計工具，您只需進行幾個步驟便可在數分鐘內創建一個設計：

　　定義系統的性能要求，包括光輸出、傳感器精確度或電壓和電流

　　選擇您偏愛的 FPGA、LED 或組件供貨商

　　在可視熒幕上從大小、成本、效率和簡易度檢討最后得出來的完整解決方案

　　分析和調整最后得出來的拓撲和組件供貨商

　　打印項目或設計報告或訂購短時間付運的完整建模 （Build It） 套件

　　今天決定設計，明天進行組裝

　　>配合超過150萬個成功設計，使 WEBENCH 設計工具的創意無限。

　　4、SwitcherPro

　　SwitcherPro 軟件為您提供電源設計的電路圖和布局建議。一旦您運行了軟件，您便會注意到窗口左側的 EVM 設計選項。例如，您會在給出的列表中找到 TPS54331 EVM。圖 1 顯示了 DC/DC 轉換器 TPS54331 的 SwitcherPro 布局建議。圖 1 和圖 2 所示布局都經過了測試和驗證。

　　圖 1 SwitcherPro 軟件給出的 TPS54331 布局

　　SwitcherPro 工具還為您提供了修改電路要求的機會，甚至可以修改示意圖中的組件。通過復制 EVM 設計，然后選擇編輯電路選項，便可以進行修改。這樣一來，您就可以修改 DC/DC 轉換器的輸入最小值和最大值，也可以修改輸出電壓和電流要求。軟件還具有一般分析、應力分析、效率分析和回路分析功能，方便您評估電路。

　　為了完成設計，您需要返回到您的評估模塊，按照 SwitcherPro 的建議修改各項值，然后對您的新電路進行測試和驗證。最后，如果您是在線工作，便可以輕松地同其它人分享您的設計。

　　圖 2 SwitcherPro 軟件給出的 TSP54331 電路

　　您現在一定可以說：“我能自己進行這種電源設計了！”，的確，經銷商會告訴您如何獲得正確的軟件工具。這樣，您的電源設計就在您自己的掌控之下了。
 

　　——下期《電源工程師設計全攻略（六）：電源設計中的EMC及安全防范》 精彩搶先看：1、電源設計中電磁干擾的來源；2、消除或減弱電源電路中電磁干擾的方法。

　　不日上線，敬請期待！