Saber電源模擬之——基礎應用

　電路模擬作為電路計算的必要補充和論證手段，在工程應用中起著越來越重要的作用。熟練地使用模擬工具，在設計的起始階段就能夠發現方案設計和引數計算的重大錯誤，在產品開發過程中，輔之以精確的建模和模擬，可以替代大量的實際除錯工作，節約可觀的人力和物力投入，極大的提高開發效率。

　　Saber模擬軟體是一個功能非常強大的電路模擬軟體，尤其適合應用在開關電源領域的時域和頻域模擬。但由於國內的學術機構和公司不太重視模擬應用，所以相關的研究較少，沒有形成系統化的文件體系，這給想學習模擬軟體應用的工程師造成了許多的困擾，始終在門外徘徊而不得入。

　　本人從事4年多的開關電源研發工作，對模擬軟體從一開始的茫然無知，到一個人的苦苦探索，幾年下來也不過是瞭解皮毛而已，深感個人力量的渺小，希望以這篇文章為引子，能夠激發大家的興趣，積聚眾人的智慧，使得我們能夠對saber模擬軟體有全新的認識和理解，能夠在開發工作中更加熟練的使用它，提高我們的開發效率。

　　下面僅以簡單的例項，介紹一下saber的基本應用，供初學者參考。

　　在saber安裝完成之後，點選進入saber sketch，然後選擇file—》 new—》schematic，進入原理圖繪製畫面，如下圖所示：

　　

　　在進入原理圖繪製介面之後，可以按照我們自己的需要來繪製電路原理圖。首先，我們來繪製一個簡單的三極體共發射極電路。

　　

　　第一步，新增元器件，在空白處點選滑鼠右鍵選單get part—》part gallery

　　

　　有兩個選擇器件的方法，上面的左圖是search畫面，可以在搜尋框中鍵入關鍵字來檢索，右圖是borwse畫面，可以在相關的檔案目錄下查詢自己需要的器件。

　　通常情況下，選擇search方式更為快捷，根據關鍵字可以快速定位到自己想要的器件。

　　如下圖所示，輸入雙極型電晶體的縮寫bjt，回車確定，列表中顯示所有含有關鍵字bjt的器件，我們選擇第三個選擇項，這是一個理想的NPN型三極體，雙擊之後，在原理圖中就新增了該器件。

　　

　　依照此方法，我們先後輸入voltage source查詢電壓源，並選擇voltage source general purpose新增到原理圖。輸入resistor，選擇resistor［I］新增到原理圖（新增2個）。輸入GND，選擇ground（saber node 0）新增到原理圖，ground（saber node 0）是必須的，否則saber模擬將因為沒有參考地而無法進行。

　　新增完器件之後，用滑鼠左鍵拖動每個器件，合理佈置位置，滑鼠左鍵雙擊該器件，即可修改必要的引數，在本示例中，僅需要修改電壓源的電壓，電阻的阻值，其他的都不需修改。

　　然後按下鍵盤的W鍵，游標變成了一個十字星，即表示可繪製wire（連線），將所有的器件連線起來。如下圖所示：

　　

　　其中電壓源為12V，基極電阻為10k，集電極電阻為1k，共發射極連線。

　　選擇分析方法，由於這是一個大訊號系統，我們尋找的是一個靜態直流工作點，因此我們選擇下圖所示的DC operating point，將basic中的display after analysis項選擇Yes，完成後點選OK。

　　

　　直流工作點模擬結果如下：

　　

　　三極體的基極電壓為0.8422V，集電極電壓為0.06869V，即深度飽和時，Vbe約為0.84V，Vce約為0.069V。

　　大部分的除錯工作都是可以通過模擬來替代的。大部分的設計工作都是可以通過模擬來驗證合理性和可行性的，一旦您掌握了模擬的方法，並能夠熟練的使用，你將終生受益，你可以擺脫大多數低效的除錯工作，可以節約大量的時間和精力，可以直觀的看到你的設計結果，而不僅僅是計算書中的計算公式和枯燥的數字。

　　當你有一個對於電路的新的想法和思路，如果你要驗證它，你可能要花費幾天甚至幾個月的時間去準備器件，焊板子，除錯，直到獲得結果。可是如果你用模擬的方法，也許幾分鐘就搞定了，並且通過更改電路和引數，許多靈感就會迸發出來。

　　對於很多無法通過精確計算來推算的電路，我們通過模擬就可以獲得精確的結果，這對於非線性系統的解決方案而言，真是事半功倍啊，為什麼要去求解複雜的矩陣方程？我需要的僅僅是結果而已，過程的推導留給大學老師吧。模擬可以讓我們從複雜的計算中解脫出來，隨心所欲的更改電路引數，然後獲得直觀的結果，當你掌握訣竅的時候，你可以讓自己的開發效率提高十倍！