基于saber的buck降压电路的设计
前言在实际电力电子装置中，工程人员往往凭经验通过不断更换元器件或改变结构使装置满足一定的动态和静态特性，而通过计算机仿真能方便地完成这种改变，从而缩短产品开发周期，减小研究开发成本。
另外，在电力电子课程教学中，单纯地讲解开关元器件和各种变换电路理论，显得枯燥而缺乏生动，计算机辅助分析和设计在电力电子课程教学中显示出了它的强大的优势，通过电路仿真使得课堂教学概念讲解直观化，理论结果可视化。
Saber仿真软件是美国Analogy公司开发的功能强大的电力电子系统仿真软件之一，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、水力、控制等领域的系统设计和仿真。
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4 700多种具体型号的器件模型，500多种通用模型。
针对电力电子应用，Saber提供了电源设计的环境— PowerExpress，它支持行为级和元件级的设计。
Saber的MAST语言是一种硬件描述语言，运用该语言可以方便地建立用户自身的元件或电路模型，其程序兼容Spice仿真程序。
专门为Saber仿真器而设计的SaberSketch提供了友好的用户图形界面，使得仿真非常直观，让使用者易学易用。
掌握Saber仿真软件对于研究开发电力电子装置及其控制系统，以及电力电子教学都具有重要的意义。
目录前言 (1)目录 (2)1. 基本的Buck 型变换器（开环） (3)1.1 Buck 变换器基本电路形式 (3)1.2 各器件参数和指标之间关系的定性分析 (4)1.3 实验仿真及分析 (4)2 闭环控制的构成与性能分析 (6)2.1 差分放大电路 (6)2.2 功率放大器（PI）模块 (7)2.3 PWM 块 (8)3 主电路 (9)3. 1 主电路参数讨论 (9)3.1.1 电容对输出电压波形的响 (10)3.1.2 电感对输出电压波形的影响 (11)4 结语 (12)参考文献 (13)摘要：Buck 型变换器是现代电力电子技术中一种常用的电能变换方法,主要用于计算机、精密仪器、通讯系统等高性能DC - DC 直流开关电源之中,它是现代电能变换中的一种重要方法。
Saber模拟及混合信号仿真软件是美国Synopsys公司的一款EDA软件，被誉为全球最先进的系统仿真软件，是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品，现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题。
本次实验通过利用saber软件，对基本的buck闭环电路进行仿真，达到熟悉saber软件的基本操作以及对简单的buck型闭环电路有一个基本的认识。
在本次所设计的电路中能够达到给定多少电压就能够输出多少电压。
关键词：saber软件；buck闭环电路；差分放大电路；PWM ；1 基本的Buck 型变换器（开环）1.1 Buck 变换器基本电路形式该Buck 变换器中,S 是逆变主开关器件,VD 是续流二极管,L 是滤波电感,C是滤波电容,RL为负载电阻。
该电路有两种工作状态,一种为S 闭合期间的工作状态,一种为S 断开期间的工作状态.设电路工作在连续导电模式下,开关周期为T ，稳态工作状态下占空比为D ， V0为平均输出电压， VS 为系统输入直流电压。
根据该电路的时序波形分析,可求得占空比D =V0/VS。
由于D<1,故为降压式变换器。
图1.1 基本的buck 型降压电路图1.2 各器件参数和指标之间关系的定性分析实验要求：假定输入电压Ui=20v ，输出电压Uo=10v ，（实际上能够达到给定多少就能输出多少），纹波电压<1%，Io=10A ，我们通过查资料得出可以根据以下公式求出电感、容、电阻值的取值范围：临界电感 :)1(212D Pof Vo L s C -=；纹波电压：212o lc 8v )(8v S o s o T D T t t lc v =-=；us k f s 101001==； 占空比：i O U U D =； 只要电压 、 电容满足上述关系就能够达到实验要求所以我们Lc=1uH ； 电容值C=2500uF ； 电阻值R=1Ω。
1.3 实验仿真及分析应用Saber 软件对此电路进行仿真，可分为3个步骤：1)画电路启动Saber Sketch 应用程序，从Part Gallery 中调出图中所需的元件并赋给元件值。
点选“wire ”图标，将各元件连接起来构成一个完整的电路。
图中输入直流电源 设为2O V ， 上升时间 TR=0．01 s ，下降时间 TF ：0．01us ，脉冲宽度Pw=7us，周期PER= 20 s。
2)设置仿真参数电路画好后，选择瞬态分析(transient)，出现对话框，在打印步长(print step)中填200 ns，这一时间表示计算机在绘制曲线时，曲线中相邻两点间的时间间隔。
这一间隔太大，曲线不够平滑，间隔太小，计算机运算时间就会增大，终止时间(final time)可填30ms。
3)仿真及分析结果仿真参数设置好后，就可以进行仿真研究了。
仿真结果如图1.2所示。
图1.2 基本的buck开环电路的仿真图形当仿真完成后，我们可以查看各个线路的波形。
其中输出波形下：图1.3 基本buck开环电路的输出波形及其放大后的波形.图1.4 基本buck开环电路的开关频率通过比较后我们发现，输出电压的大小并不是严格按照输出和占空比的乘积，其中存在着很大的脉动电压大约在正负0.05V作右，并且不可调，要调就能够改变开关的开关频率。
为此以下我们引入buck电路的闭环系统。
2.闭环控制的构成与性能分析前面分析了Buck 变换器的开环结构及其特点, 为了实现闭环控制,现构成如图所示的反馈控制系统。
图2.1 反馈控制系统闭环控制系统由差分放大电路，PI调节器，以及PWM组成，下面分别对各个模块进行分析。
2.1 差分放大电路误差放大器（差分放大电路）是buck电路中十分重要的模块，负相输入端接入反馈回来的输出电压，正相输入端接带隙基准电压，输出信号比作为比较器的负相段.(减法电路和加法电路实质相同，在求和电路中预先将某些信号倒相就可以成为求差电路或混合电路)。
差动输入运算放大器，实际上就是一个减法器，其电路如图所示。
利用U+=U-，组件输入电路为0的概念，则可求得：这样就完成了减法运算。
当时参数设定：取=1k =250k 这样就将误差放大了250倍。
如图所示：图2.2 差分放大电路的仿真图形2.2 功率放大器（PI）模块比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。
反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI 调节器或PID调节器。
图2.3 PI调节器的仿真图形2.3 PWM模块比较器是DC／DC转换器中常用的核心模块之一，它在DC／DC转换器中不但可以作为一个单独模块，而且还可以作为其它模块的子电路。
较器作为电压比较器来使用，比较器的一端接误差放大器的信号，另一端接振荡器产生的锯齿波，两者进行比较产生脉冲宽度调制信号，通过pwm信号控制功率开关管的导通与关闭。
比较器的许多特性跟高增益放大器相似，它对两个模拟输入量进行比较，根据比较的结果输出一个高电平(1)或低电平(0)。
图2.4 PWM的仿真图形其中三角波的周期为2us 幅值为20v。
当比较器+端输入大于-端输入时输出端输出一个高电平。
3 主电路通过查资料我们知道Buck 变换器的传递函数为 :。
图3.1 闭环系统的整体仿真图图 3.2 闭环系统的输入电压和输出电压的波形图图 3.3 闭环系统的输入电压放大后的波形通过仿真比较我们发现，buck电路的闭环电路比开环电路的输出波形纹波要小得多，（开环电路的纹波大约在正负0.05V而闭环的大约在正负 0.01）而且输出电压可调，可以根据需要来改变基准电压，从而得到我们想要的电压。
3.1 主电路参数讨论3.1.1 电容对输出电压波形的影响我们将电容c的大小从2500uf改变为250uf后输出电压波形的变化图 3.4 电容为250uf是输出的波形通过和电容为2500uf时输出波形的比较我们发现，电容变小后，电压下降的时间变短了但是纹波变大了，输出电压的波动变大了.由此可见电容c在电路中起到的是稳定电压和储存能量的作用。
3.1.2 电感对输出电压波形的影响我们将电感的大小从1uh变为100uh后输出电压波形的变化：图 3.5 电感为1uh时电压的波形图3.6 电感为100uh时电压的波形通过比较我们发现当电感变大后，输出电压的波形更加稳定，纹波较小，但是在开始的时候，电压的下降时间较长，到达我们需要的电压的时间较长。
4 结语应用 Saber 软件对 Buck 电路进行了仿真研究，分析了该电路的工作原理。
通过比较我们发现buck电路的闭环电路比开环电路的输出波形纹波要小得多而且输出电压可调，可以根据需要来改变基准电压，从而得到我们想要的电压。
Saber 包含有大量的电力电子元器件模型库，因此比系统仿真软件 M atlab／ Sim ulink 更适合于电力电子电路的分析和系统研究。
同时由于它方便的模型构造方法，较之普通的 Pspi ce 仿真软件具有更强的电路和系统研究功能，为电力电子技术的应用提供更有效的仿真研究手段。
参考文献：【1】张立,赵永健. 现代电力电子技术[M] . 北京:科学出版社,1992. 【2】 Dijk E V , Spruijt H. PWM2Switch Modeling of DC2DC Converters[J ] . IEEE Trans. On Power Electronics ,1995 ,10 (6) :659 - 665.【3】张占松，孙时生，伍言真．电路和系统的仿真实践[M ]．科学出版社， 2000．【4】朱娟娟.基于Saber 的单相Boost 电路仿真与设计[J].科技广场，2007，11.【5】 ABRAHAM l.pressman，著.开关电源设计[M].电子工业出版社.【6】赵修科主编.开关电源中磁性元器件.南京航空航天大学自动化学院. 【7】何艳丽，陈鸣，王克城，侯建国.基于_UC3844的反激稳压电源的设计[J].电源技术应用，2008(4).【8】张小林，冉建桥，李贤云，郭丽萍．我国开关电源发展的思考【J】．2004，34(4)：402．406．【9】李建．电源管理直面节能挑战【J】．电子产品世界，2007：142—144．【10】王海永，李永明，陈宏毅．便携式电子系统的DC／DC开关电源系统结构设计和研究【J】．固体电子学与进展，2002，22(2)．-164．169．【11】姚丰．高效电感式降压型DC／DC电源管理芯片的设计【D】．硕士论文，浙江大学，2006．【12】赵忠文，曾峦，熊伟．开关电源技术分析和应用分析【J】．指挥技术学院学报，2001(6)：90—93．【13】许幸．高效率同步整流型DC／DC开关电源的研究与设计嘲．硕士论文，浙江大学，2006．【14】刘元丰．DC／DC Buck电压型稳压系统仿真和设计【D】．硕士论文，上海交通大学，2008．。
Saber仿真在Buck电路结构推导教学中的应用
195科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 学 术 论 坛《电力电子技术》是电气类学生普遍反映比较难的一门课程,其原因主要在于:一方面电路拓扑结构较多且复杂;另一方面是由于器件工作状态不断变化,导致电路工作状态较多,使得电路工作波形复杂,学生理解起来较为困难。
课件的引入,再加上动画演示,能够帮助学生理解各工作状态的波形,但是在教学过程中仍然显得过于理论化,与实践相脱节,很难达到理想的教学效果。
引入仿真软件教学后,教师可以在仿真中一边搭建电路,一边针对电路的构成进行讲解,并对各项参数进行修改,仿真后让学生观察工作波形的变化情况,学生对各项参数设计的理解将更为深刻。
同时,学生参与到仿真分析中,增加了教学的互动性,同时提高了学生学习的积极性[1]。
Saber是1987年由Analogy公司推出的一款仿真软件,到现在已有二十多年的历史[2]。
它主要用于混合信号和混合技术领域的仿真验证,主要分为三个部分:SaberGu ide、SaberSketch和SaberScope。
SaberSketch主要用于绘制电路图,而SaberGuide用于仿真控制,仿真结果可在SaberScope查看。
与其他仿真软件相比,Saber具有以下特点:(1)器件库丰富。
它包含了各种元器件的理想模型,以及各大公司生产的常用芯片模型。
(2)分析功能全面。
它既包含了DC工作点分析、时域分析、频域分析等基本分析功能,还包含温度、参数灵敏度、蒙特卡诺、噪声等各种高级分析功能。
(3)数据处理能力强大。
可以自由的对仿真结果数据进行各种分析和比较乃至运算。
因此Saber仿真软件在电力电子仿真中应用非常广泛,将其与电力电子技术教学相结合,将更有助于加强学生对电路工作原理的理解。
1 采用Saber仿真软件教学的必要性直流变换电路与电力电子技术中其他变换电路相比,结构相对简单,可以作为电力电子技术的入门教学部分。
基于Saber的一种BUCK型恒流源的研究
图 2 TL494 产 生 的 2 路 PWM 驱 动 波 形 Fig. 2 2-way PWM waveform produced by TL494
图 3 仿真的负载电流输出波形 Fig. 3 The load current output waveform of simulation
3.2 实验结果 根据上述 BUCK 开关恒流源的工作原理、设计要
以及信号转换接口模块，可以直接用于建立仿真模
型，其仿真结果如图 2、3 所示。图 2 为 PWM 调制芯
片 TL494 产生的 2路控制信号 PWMOUT1 和PWMOUT2， 2 路开关频率都为 50 kHz 左右，两者处于交替工作方
式。图 3 是输入交流电压 220 V 不变，输出在可调范围
内时的电流波形，其中 Currentout1、
第 23 卷 第 6 期 2009 年 11 月
湖南工业大学学报 Journal of Hunan University of Technology
Vol.23 No.6 Nov. 2009
基于 Ｓａｂｅｒ 的一种 ＢＵＣＫ 型恒流源的研究
杨 杰，肖强晖，廖无限
（湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412008）
[2] 乔瑛瑛，杨嘉祥. 基于 Saber 的 Boost 电路仿真与分析[J]. 大众科技，2009，113(1) ：68－69. Qiao Yingying，Yang Jiaxiang. Simulation and Design of Boost Based on Saber[J]. Popular Science & Technology， 2009，113(1) ：68－69.
求，设计了该电路。采用泰克示波器 TDS2014 及其提 供的图像捕捉软件进行了测量，实测结果如图 4、5 所 示。其中图 4 为 PWM 调制芯片 TL494 产生的 2 路控制 信号，图 5 为实测的输出端检测电阻上的电流波形。
基于saber的buck降压电路的设计
基于s a b e r的b u c k降压电路的设计The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020前言在实际电力电子装置中，工程人员往往凭经验通过不断更换元器件或改变结构使装置满足一定的动态和静态特性，而通过计算机仿真能方便地完成这种改变，从而缩短产品开发周期，减小研究开发成本。
另外，在电力电子课程教学中，单纯地讲解开关元器件和各种变换电路理论，显得枯燥而缺乏生动，计算机辅助分析和设计在电力电子课程教学中显示出了它的强大的优势，通过电路仿真使得课堂教学概念讲解直观化，理论结果可视化。
Saber仿真软件是美国Analogy公司开发的功能强大的电力电子系统仿真软件之一，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、水力、控制等领域的系统设计和仿真。
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4 700多种具体型号的器件模型，500多种通用模型。
针对电力电子应用，Saber提供了电源设计的环境— PowerExpress，它支持行为级和元件级的设计。
Saber的MAST语言是一种硬件描述语言，运用该语言可以方便地建立用户自身的元件或电路模型，其程序兼容Spice仿真程序。
专门为Saber仿真器而设计的SaberSketch提供了友好的用户图形界面，使得仿真非常直观，让使用者易学易用。
掌握Saber仿真软件对于研究开发电力电子装置及其控制系统，以及电力电子教学都具有重要的意义。
目录前言 (1)目录 (2)1. 基本的Buck 型变换器（开环） (3)1.1 Buck 变换器基本电路形式 (3)1.2 各器件参数和指标之间关系的定性分析 (4)1.3 实验仿真及分析 (4)2 闭环控制的构成与性能分析 (6)2.1 差分放大电路 (6)2.2 功率放大器（PI）模块 (7)2.3 PWM 块 (8)3 主电路 (9)3. 1 主电路参数讨论 (9)3.1.1 电容对输出电压波形的响 (10)3.1.2 电感对输出电压波形的影响 (11)4 结语 (12)参考文献 (13)摘要：Buck 型变换器是现代电力电子技术中一种常用的电能变换方法,主要用于计算机、精密仪器、通讯系统等高性能DC - DC 直流开关电源之中,它是现代电能变换中的一种重要方法。
基于Saber的开关电源设计与仿真
压： ＝Ｚ （ ） ． 【 ／ 】 ｍ 力 一 式中： ＝ ５Ｖ， ＝５ ＝ １ １ Ｖ； ３； ０
＝
２ ． Ｖ， ５
＝０８ Ｖ 因此 ，输 出稳 定后 的控 制电压 ＝ ．５
Ｏ０
１０ Ｏ
２０ ０
３ ００
４０ ０
５Ｏ Ｏ
６Ｏ ０
刀 ＋ ／ｍ ２ ｘ （ ＋ ． ） ５ ＝ ． ２ ． （ ） ＝ ． ３ ５ ０ ５ １０ ０ ９ 如果电路不经 Ｖ ５ １ ８／ ７ ５
图 １ 见， 可 经过 ２ ０ 左右 ， 出电 ５ ｓ 输 压 稳定 于 １ 这 与设计 的指标 一致 ． ５ Ｖ， 因仿 真 时输 入 电压 与 控 制 电压稳 定 不 变 ，输 出 电压 也稳定 不变 ． 实 际 但 电路 会 因输 入 电压 的 波 动 而 导致 输 出 电压 变化 【．由 图 １可见 ，输入 电 ４ 】
Ｏ 引 言
近年来 ，随着 电子 电路 仿真技 术应 用领域 的不 断扩 展 ，对 仿真 技术 也不 断提 出新 的要 求 ，如增 强仿真 的可靠 性和 准确性 ，提 高仿 真和建模 效率 等［． １ 为满 足这 些要求 ，相继 推 出 了一 系列 的仿 真 软件 【． 】 ２ 】 Ｓｂｒ ａ ｅ 是全 球最 先进 的 ，也是 唯一 的多技 术 、多 领域 的系统 仿真 软件产 品 ，它 已成 为混合 信号 、混合技 术设计 和验 证工 具 的业 界标 准 ，可用 于电子 、电力 电子 、机 电一体化 、机 械 、光 电 、光学 、控 制等类 型 系 统构成 的混 合 系统仿 真．它可兼 容模 拟 、数 字 、控 制量 的混合 仿真 ，便 于在不 同层面 上分析 和解 决 问题．
“ｎ ｕ” ｉｐ ｔ ，点击 “ 编辑 ” ，在输 入域 中 输人 “ ｓ２ ，点 击 “ Ｋ”按 钮 ． ｕｅ” Ｏ 仿 真时 ， 这就 通过选 择开关 将交 流 电压
降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作实验报告
课题三：降压型（BUCK）DC-DC电路的设计与制作姓名：学号：得分：一、实验目的1). 学习和了解DC-DC变换电路的特点；2). 掌握降压型（BUCK）DC-DC电路的结构和工作原理；3). 熟悉强、弱电电路的隔离应用；4). 培养电子电路的设计能力和基本应用技能。
二、课题任务1）设计参数要求：① DC-DC主电路输入电压V=12V；I②输出电压: V=5V；O③输出电流：I=1A；O≤50mV，即纹波≤1%；④输出电压纹波峰-峰值 Vpp=5W。
⑤额定输出功率PO2）PWM驱动信号：=20kHz；① PWM驱动信号频率fS② PWM驱动信号占空比可调；3）驱动电路：驱动电路应为单端输入、双端浮地输出。
5）撰写完整的实习报告。
三、实验原理本课题只做了控制电路与驱动电路的设计，最后实验只要测得输出波形为频率20kHz，占空比范围在30%-70%的方波即可。
如下图即为电路原理图。
图1 电路原理图本设计选择555定时器来设计控制电路。
555定时器引脚图如图2所示。
图2 555定时器引脚图驱动电路为控制电路与MOSFET 之间提供电气隔离，一般可以采用光隔离或者磁隔离。
本设计采用光隔离的方法，具体设计如下：先加一级光耦隔离，再加一级推挽电路进行放大从而把输出的控制信号放大。
占空比计算如下：()1211,1.43T R Rp R C =⨯++⨯ ()11111,1.43T R Rp C =⨯+⨯ ()22211.1.43T R Rp C =⨯+⨯ 1.T D T=四、元器件清单五、实验步骤（1）检查实验设备是否齐全，包括直流稳压电源，数字信号发生器，双踪示波器，万用表以及相应的电源线，输出线等，领取镊子，剪刀，芯片，电烙铁等材料。
（2）根据实验原理图和仿真开始焊接板子输出与接地之间焊接一个10KΩ的电阻。
如下图所示。
图12 电路板实物图（3）搭接电路完毕，检查电路搭接是否正确，检查完毕后，接通示波器，信号发生器，直流稳压电源，开始调试。
BUCK电路的Saber仿真解读
功率变换器计算机仿真与设计题目BUCK变换器电路设计学生姓名学号学院专业电气工程及自动化班级指导教师2013年 10月 20日一、设计要求1.1 设计指标：设计一个BUCK直流变换器，主电路拓扑如图1.1（参数需重新设置），使得其满足以下性能要求：高压侧蓄电池输入电压V in：30-60V(额定电压48V)低压侧直流母线输出电压V out：24V输出电压纹波V out（p-p）：25mV输出电流I out：2A开关频率f s：200kHz电感电流临界连续时I G：0.1A12图1.1二、开环参数计算及仿真2.1 主电路参数计算：(1)高压侧输入电压V in 变化范围为30-60V ，低压侧输出电压V out 为24V ，则占空比：8.03024min max ===in out V V D 4.06024max min ===in out V V D5.04824===innom out nom V V D (2)由于输出电流I out 为2A ，故负载电阻：12outoutV R I ==Ω (3)根据电感电流临界连续时I G ：0.1A ，可由下式计算得滤波电感感值：H T I U L U T I LOFF o o CCM o μμ3605)4.01(2.0242max min )min(=⨯-⨯--==⇒=∆∆(4)根据输出电压纹波V out （p-p ）为25mV ，可由下式计算得滤波电容容值：uF f V I C I T C idt C V p p out ripple o p p out T 510200102582.082211133)(0)(2=⨯⨯⨯⨯==⇒==---⎰ 取F C f μ10=，其中开关频率f 为200KHZ 。
在实际器件中，电容存在寄生电阻，因此实际器件仿真时，电容的选取如下：Ω====∆⨯⨯=∙∆=∆-m 125ESR ,600C ,u 520C 25,10652.0min max pp 6uF F mVV CESR I V 取而 2.2 开关管及二极管应力计算：（1）开关管的选取功率管承受的最大电压为60V ，流过开关管电流最大值为2A ，开关管电压电流降额系数均为0.5，则开关管电压要大于或等于120V ，电流最大值要大于4A 。
LED电路仿真设计Saber篇
局部放大
缩小
二、SABER 的操作界面及——原理图设计
边框
显示/隐藏 示波器
格点
线束
平铺窗口
总线
参数编辑器
层叠窗口
连线
二、 SABER 的操作界面
DC工作点（DC operation point） 小信号AC(small signal AC)
中断
DC扫描（DC Transfer）
暂态分析(Transient)
用户可以建立故障列表，仿真系统在每个故障状态下的工作状 态。Testify可以帮助验证系统运行的可靠性。
1.7 布线设计 SaberHarness是业界领先的布局布线、设计和分析工具。
SaberHarness和Saber紧密结合，计算电缆尺寸、熔断分析、 故障分析，对电压降、功率质量以及连通性进行仿真与评估。 SaberHarness将功能设计、电气设计和物理设计集中在单一的 工 具 流 程 中 ， 全 面 结 合 了 Saber 的 仿 真 和 分 析 功 能 ， 使 得 SaberHarness成为高级电气系统设计的首选工具。
DC工作点及暂态分析（ operation point / Transient ）
极零点分析(pole-zero)
参数扫描（vary）
Monte Carlo 分析
灵敏度分析(sensitivity)
二、 SABER 的操作界面
SABER 状态 工运 作行 状实 态例
Saber记录 工作图标
二、 SABER 的操作界面
框中黑点表示该属性名 称及值在电路图中不可见， 半绿半黑表示该属性的值在 电路图中可见，全绿表示该 属性名称及值在电路图中都 可见。
Saber Sktech 基本操作--修改器件参数
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
充电状态时，最低电压为42V
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
驱动波形和谐振电流波形如下
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
谐振电容电压波形
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
从以上仿真可以看出，在所有工作区间，开 关频率最低为180kHz（58V满载输出时）。 谐振电容的电压最大有效值为366V（58V满 载输出时）。 谐振电感电流和励磁电感电流均在58V满载输 出时达到最大值。 以上结论和相关数据，对于磁性器件损耗计 算和仿真，谐振电容选型，开关频率参数设 定等具有指导性意义。
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用 在所有的解决方案中，平均电流控制模式的CCM BOOST PFC电路应用最为成熟，广泛应用于中大功 率电源场合。 但是，一般单路CCM BOOST PFC电路在1~3kW的 功率范围内可以达到最佳的设计效果。在3kW以上 的应用中，单路PFC电路的优化设计将变得困难。 在此背景下，交错并联PFC电路引起大家的关注和 重视。其每个并联支路的设计思路与单路PFC电路 完全相同，因此可以获得体积，布局和热设计的优 化设计结果。而两路之间错相180°控制，开关纹 波可以相互抵消，因此可以简化输入EMI滤波器的 设计。
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
负载动态电压波形（更改431补偿电容为47nF，3842 COMP 端电阻为2k）
负载动态调整时间缩小到2ms左右，电压过冲降到15.4V
Saber仿真在开关电源产品设计中的应用
本文由于写作时间的关系，不再对环路进行 详细的计算和仿真。 关于环路补偿部分的计算和仿真，请参考本 人在21世纪电源网论坛发的文章《环路补 偿—计算和仿真》。 反激电路在DCM模式下的传递函数在张兴柱 博士的公司网站上（)可以找 到相关资料。
buck降压电路设计
buck降压电路设计Buck降压电路是一种常见的电源电路，被广泛应用于各种电子设备中，如手机、电脑、电视等。
它通过降低输入电源的电压，得到所需的输出电压，以满足电子设备的工作要求。
在本篇文章中，我们将详细介绍Buck降压电路的设计原理和步骤。
让我们来了解Buck降压电路的基本工作原理。
Buck电路通常由输入电压源、功率开关、电感、二极管和负载组成。
其中，功率开关可以是MOSFET或BJT，用于控制电路的通断状态。
输入电压通过功率开关和电感形成一个电流环路，通过电流环路的开关控制，可以改变电路中电感的导通和断开状态，从而实现对输出电压的控制。
通过调节电流环路的开关频率，可以实现输出电压的稳定。
接下来，我们将详细介绍Buck降压电路的设计步骤。
1. 确定输出电压要求：我们需要确定所需的输出电压。
根据实际应用需求，确定输出电压的数值和精度要求。
2. 选择功率开关元件：根据所需输出电压和负载电流的要求，选择适当的功率开关元件。
常用的功率开关有MOSFET和BJT两种，根据实际应用需求选取合适的型号。
3. 计算电感和电容数值：根据所选功率开关元件的参数，以及设计输出电压和负载电流的要求，计算电感和电容的数值。
电感和电容的数值选择对输出电压的稳定性有很大影响。
4. 确定开关频率：开关频率也是Buck降压电路设计中非常重要的一个参数。
开关频率的选择要考虑输出电压稳定性、功率开关元件的性能和电路的EMI（电磁干扰）等方面。
5. 设计反馈回路：反馈回路用于检测输出电压，并根据需要进行调节。
常用的反馈回路有电压反馈和电流反馈两种。
根据设计需求，选择合适的反馈回路，并进行设计。
6. 进行仿真和优化：在设计完成后，可以进行电路的仿真和优化。
利用电路仿真软件，对电路进行模拟，验证设计的可行性和稳定性。
如果有必要，可以进一步对电路参数进行调整和优化。
7. PCB布局与焊接：将设计好的电路布局在PCB板上，并进行焊接和连线。
降压型（BUCK）DC-DC电路的设计与制作设计报告
降压型（BUCK）DC-DC电路的设计与制作设计报告课题三：降压型（BUCK）DC-DC电路的设计与制作姓名：学号：得分：一、实验目的1). 学习和了解DC-DC变换电路的特点；2). 掌握降压型（BUCK）DC-DC电路的结构和工作原理；3). 熟悉强、弱电电路的隔离应用；4). 培养电子电路的设计能力和基本应用技能。
二、课题任务1）设计参数要求：=12V；① DC-DC主电路输入电压VI②输出电压: V=5V；O=1A；③输出电流：IO④输出电压纹波峰-峰值 V≤50mV，即纹波≤1%；pp=5W。
⑤额定输出功率PO2）PWM驱动信号：=20kHz；① PWM驱动信号频率fS② PWM驱动信号占空比可调；3）驱动电路：驱动电路应为单端输入、双端浮地输出。
5）撰写完整的实习报告。
三、实验原理BUCK电路就是降压电路，开关S闭合的时候，VD二极管承受负压关断，电感充电，电流正向流动，电流值呈现指数上升趋势。
开关S 断开的时候，VD 二极管起续流作用，电感开始放电，电流逐渐下降，通过负载和二极管回到电感另外一端，短暂供电。
这样电压就能降低。
实际使用的时候，S开关是通过MOSFE 或者IGBT实现的，输出电压等于输入电压乘以PWM波的占空比。
开关电源总的来分有隔离型和非隔离型电路。
所谓非隔离型电路是根据电路形式的不同，可以分为降压型buck电路、升压Boost型电路、升降压Buck-Boost 型电路、Cuk型丘克电路、Sepic型电路、Zeta型电路。
我们这里主要分析降压型DC-DC转换器的工作原理，Buck电路如图1所示。
图中功率MOSFET为开关调整元件，它的导通与关断由控制电路决定;L和C为滤波元件;开关截止时，二极管VD 可保持输出电流连续，所以通常称为续流二极管。
控制电路输出信号使开关管VT导通时，滤波电感L中的电流逐渐增加，因此贮能也逐渐增大，电容器C开始充电。
忽略MOSFET的导通压降，MOSFET源极电压应为Uin。