电力电子领域的几款软件的对比分析

一．当今流行的电路仿真软件及其特性电路仿真属于电子设计自动化（EDA）的组成部分。

一般把电路仿真分为三个层次：物理级、电路级和系统级。

教学中重点运用的为电路级仿真。

电路级仿真分析由元器件构成的电路性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。

电路级仿真必须有元器件模型库的支持，仿真信号和波形输出代替了实际电路调试中的信号源和示波器。

电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。

电路仿真技术使设计人员在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。

目前比较流行的电路仿真软件大体上说有：ORCAD、Protel、Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker、Micro-CAP和Edison等一系列仿真软件。

电路仿真软件的基本特点：●仿真项目的数量和性能：仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。

各种电路仿真软件都有的基本功能是：静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项；可能有的分析是：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。

仿真软件如SIMextrix只有6项仿真功能，而Tina6.0有20项，Protel、ORCAD、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。

专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能。

对电子设计和教学的各种需求考虑的比较周到。

例如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。

Pspice语言擅长于分析模拟电路，对数字电路的处理不是很有效。

对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，例如，Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plusII等。

●仿真元器件的数量和精度：元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。

几款主流电子电路仿真软件优缺点比较电子电路仿真技术是当今相关专业学习者及工作者必须掌握的技术之一，它有诸多优点：第一，电子电路仿真软件一般都有海量而齐全的电子元器件库和先进的虚拟仪器、仪表，十分方便仿真与测试；第二，仿真电路的连接简单快捷智能化，不需焊接，使用仪器调试不用担心损坏；大大减少了设计时间及金钱的成本；第三，电子电路仿真软件可进行多种准确而复杂的电路分析。

随着电子电路仿真技术的不断发展，许多公司推出了各种功能先进、性能强劲的仿真软件。

既然它们能百家争鸣，那么肯定是在某些方面各有优劣的。

下面就针对几款主流电子电路仿真软件的优缺点进行比较。

(1) Multisim在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。

它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。

它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。

在我们参加电子竞赛的时候，特别是模拟方向的题目，我们用得最多的仿真软件就是Multisim。

同时，Multisim不仅支持MCU，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。

Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。

（2）TinaTina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全。

在比赛时经常用到TI公司的元器件，当在Multisim找不到对应的器件时，我们就会用到Tina来仿真。

Tina的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。

(3) ProteusProteus作为一款集电路仿真、PCB设计、单片机仿真于一体软件，它不仅含有大量的基于真实环境的元器件，支持众多主流的单片机型号及通用外设模型，还提供最优秀的实时显示效果，它的动态仿真是基于帧和动画的，因此提供更好的视觉效果。

电力电子电路仿真软件综述作者：乔峥来源：《无线互联科技》2014年第09期摘要：随着计算机软件技术的不断发展，电力电子电路仿真软件也不断的更新换代，本文着重介绍OrCAD PSpice、saber、PLECS、CASPOC、Matlab 五种常见的电力电子仿真软件的主要功能和缺点，便于使用者选择合适的软件进行电力电子电路仿真分析和设计。

关键词：电力电子技术；仿真软件；主要功能；缺点随着计算机技术的不断发展，越来越多的电力电子仿真软件为电气工作者提供了极大的便利，本文着重介绍五种常见的电力电子仿真软件，便于使用者根据实际需要选择合适的软件进行电路仿真分析和设计。

1 OrCAD PSpice仿真软件PSpice属于元件级仿真软件，模型采用spice通用语言编写，移植性强，常用的信息电子电路，是它最适合的场合。

现在使用较多的是 PSpice 10.5，整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体。

PSpice 的电路元件模型反映实际型号元件的特性，通过对电路方程运算求解，能够仿真电路的细节，特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。

该软件的主要功能有：（1）复杂的电路特性分析，如：蒙特卡罗分析。

（2）模拟、数字、数模混合电路仿真。

（3）集成度提高。

该软件的缺点有：（1）不适用于大功率器件。

（2）采用变步长算法，导致计算时间的延长。

（3）仿真的收敛性较差。

2 Saber仿真软件Saber仿真软件被誉为全球最先进的系统仿真软件，也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品，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，这也是saber的最大特点。

Saber是混合仿真系统，可以兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，便于在不同层面分析和解决问题，其他仿真软件不具备这样的功能。

Saber的仿真真实性很好，从仿真的电路到实际的电路实现，参数基本不用修改。

六款主流电子电路仿真软件优缺点比较随着电子电路仿真技术的不断发展，许多公司推出了各种功能先进、性能强劲的仿真软件。

既然它们能百家争鸣，那么肯定是在某些方面各有优劣的。

本文主要针对Multisim、Tina、Proteus、Cadence、Matlab仿真工具包Simulink及Altium Designer等这六款软件的优缺点做了对比分析，具体的跟随小编一起来了解一下。

（1）Multisim在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。

它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。

它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。

在我们参加电子竞赛的时候，特别是模拟方向的题目，我们用得最多的仿真软件就是Multisim。

同时，Multisim不仅支持MCU，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。

Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。

（2）TinaTina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全。

在比赛时经常用到TI公司的元器件，当在Multisim找不到对应的器件时，我们就会用到Tina来仿真。

Tina的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。

（3）ProteusProteus作为一款集电路仿真、PCB设计、单片机仿真于一体软件，它不仅含有大量的基于真实环境的元器件，支持众多主流的单片机型号及通用外设模型，还提供最优秀的实时显示效果，它的动态仿真是基于帧和动画的，因此提供更好的视觉效果。

Proteus支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、A VR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试。

电子电路设计：常见的电路设计软件及其使用方法电子电路设计是电子工程中不可或缺的一环，在今天的技术发展前提下，电子电路设计软件的使用已经成为了更高效、更精确的设计方式。

以下是关于常见的电路设计软件及其使用步骤的详细介绍。

一、常见的电路设计软件1. Altium Designer（Protel）Altium Designer是一个集成化的电子设计自动化软件，可用于设计和制造电路板。

它具有强大的功能和用户友好的界面，适用于各种规模的设计项目。

Altium Designer支持从电路设计到布线布局和生产制造的全过程，是电子工程师的首选软件之一。

2. Cadence OrCADCadence OrCAD是一种全面的电路设计软件，它提供了从原理图设计到仿真和物理布局的整个设计流程。

OrCAD具备强大的仿真能力和优化工具，使得设计师能够进行各种电路的设计和分析。

3. Mentor Graphics PADSMentor Graphics PADS是一款专业的电子设计软件，它支持从电路设计到印刷电路板布局的整个设计流程。

PADS提供了丰富的元件库和布局工具，使得设计师能够更好地完成各种电路设计任务。

4. EAGLEEAGLE是一款广为使用的电子设计自动化软件，它提供了易于使用的图形用户界面和强大的功能。

EAGLE支持从原理图设计到PCB布局的整个设计流程，适合初学者和专业设计师使用。

二、电路设计软件的使用方法1. 开始一个新项目在使用电路设计软件前，首先需要创建一个新的项目。

在软件菜单栏中选择“新建项目”，然后选择项目名称和保存路径。

2. 绘制原理图绘制原理图是电路设计的第一步。

在软件中选择“绘制原理图”，选择需要的元件和连接线，然后将它们放置在工作区中。

通过连接线将各个元件连接起来，形成完整的电路。

3. 仿真和优化完成原理图的设计后，可以进行电路的仿真和优化。

在软件中选择“仿真”选项，设置仿真参数，并运行仿真。

电力系统仿真软件的运用与比较电力系统仿真软件在电力系统的规划、设计和运行中具有重要意义。

通过对电力系统的仿真模拟，我们可以预测和评估各种电力系统配置的性能表现，优化系统设计，提高系统稳定性与可靠性。

本文将介绍常用的电力系统仿真软件，分析其优缺点，并比较其在不同运用场景下的表现。

PSS/E：PSS/E是一款功能强大的电力系统仿真软件，由美国电力科学研究院开发。

它支持多种仿真模型，如发电机、变压器、负荷等，可以模拟复杂的电力系统稳态和动态行为。

PSS/E的优点是精度高、速度快、稳定性好，缺点是价格昂贵，且对用户的要求较高。

MATLAB/Simulink：MATLAB/Simulink是MathWorks公司开发的著名仿真软件，可以用于各种动态系统的建模与仿真。

它支持自定义模型库，用户可以根据需要创建自己的模型。

MATLAB/Simulink的优点是易学易用、模块丰富、功能强大，缺点是对于某些特定领域的模型库支持不够完善。

ETAP：ETAP是一款广受欢迎的电力系统仿真软件，由美国ETAP公司开发。

它支持电力系统的稳态和暂态仿真，具有强大的分析功能和广泛的设备模型库。

ETAP的优点是界面友好、操作简单、支持广泛，缺点是价格较高，且可能存在一定的学习曲线。

电力系统仿真软件在以下几个方面有广泛运用：动态模拟：通过对电力系统的动态模拟，我们可以研究不同运行条件下的系统性能，如故障恢复、负荷波动等。

稳态分析：稳态分析有助于我们了解电力系统的长期运行状态，优化系统配置，提高电力系统的稳定性。

电机启动：电机启动过程中可能会对电力系统产生较大冲击，通过仿真软件可以预测和评估不同启动方案对系统的影响。

我们将使用不同仿真软件对同一电力系统进行仿真，并对结果进行比较。

在动态模拟方面，PSS/E和MATLAB/Simulink均表现出较高的精度和速度，而ETAP在这方面略逊一筹。

在稳态分析方面，PSS/E和ETAP的结果相近，但MATLAB/Simulink在一些关键参数的模拟上存在一定误差。

各种电路仿真软件的分析与比较电路仿真软件是电子工程师和电路设计师的常用工具，它们可以帮助用户设计、分析和优化各种类型的电路。

市场上有许多不同的电路仿真软件可供选择，下面将对其中一些软件进行分析与比较。

1. MultisimMultisim是一款由National Instruments公司开发的强大的电路仿真工具。

它提供了图形化界面，使用户可以通过拖拽和连接电子元件来快速构建电路。

Multisim支持不同级别的仿真，包括直流、交流和时域仿真。

它还提供了电路布局、布线和生成BOM（Bill of Materials）的功能。

2. LTspiceLTspice是一款免费的电路仿真软件，由Linear Technology公司开发。

它以其快速、准确和稳定的仿真引擎而闻名。

LTspice支持电路的直流、交流和傅里叶分析。

它还提供可视化和波形分析工具来帮助用户分析电路性能。

LTspice提供了在线支持论坛，用户可以在这里获取技术支持和交流经验。

3.PSPICEPSPICE是一款由Cadence Design Systems开发的强大的电路仿真软件。

它提供了图形化界面，支持电路的直流、交流和时域仿真。

PSPICE 还具有傅里叶分析和混合信号仿真的能力。

它也支持从其他设计工具导入电路设计，并与Cadence的其他工具无缝集成。

4.TINATINA是一种经济实用的电路仿真和PCB设计软件，由DesignSoft公司开发。

TINA提供了丰富的电子元件库，用户可以通过简单的拖拽和连接来构建电路。

它支持直流、交流和时域仿真，并提供了实时波形分析和数字示波器的功能。

TINA还具有电路优化和布线功能，使其成为一种功能强大的工具。

5.OrCADOrCAD是由Cadence Design Systems开发的全面的电路设计和仿真解决方案。

它提供了图形化界面，支持直流、交流和时域仿真。

OrCAD还支持创建分析报告、自动布线和PCB设计的功能。

电力系统分析软件电气0902班2009302540036谢文潇现代科技日新月异，现代电力系统的运行与控制离不开对系统的准确全面分析，而这就需要借助到各类电力系统分析软件。

了解和熟悉主要的几种电力系统分析软件将有助于我们今后的学习和工作。

现在国内外电力系统常用软件主要有：PSASP (Power System Analysis Software Package)；EMTP-ATP（Alternative Transients Program）；PSS®NETOMAC ,PSCAD/EMTDC ；PSSE ( Power System Simulator for Engineering)；IMPOW，MATLAB分析设计软件包，CYME 等。

一、PSASP（电力系统分析综合程序）PSASP是一套历史长久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，它具有我国自主知识产权，是资源共享，使用方便，高度集成和开放的大型软件包。

交直流混合电力系统，固定模型库和用户自定义模型库支持，提供用户程序接口，实现与用户程序联合运行，文本和图形两种运行模式及多种形式的结果输出。

自1973年开始的长期开发应用历史；1973-1980 早期的机器指令版；1980-1986 大中型机FORTRAN 语言版；1986-1995 微机DOS 版；1995至今微机Windows 版PSASP拥有基于公用数据和模型的三层体系结构：第一层：公用数据和摸型的的资源库；第二层：基于资源库的应用程序包；第三层：计算结果库和分析工具。

这造就了其极大地资源共享，高度集成和开放等优点。

其主要有以下几个模块：（1）文本和图形两种录入编辑方式的电网基础数据库：1）是支持PSASP 各种计算的公用数据2）包含发电机、变压器、交流线、负荷、直流线、静止无功补偿器等电网基本元件3）有文本和图形两种数据录入编辑方式4）可提供各种分析计算的基本数据支持5）可按地区、年度、运行方式从中抽取计算的基本数据（2）直观方便、功能强大的用户自定义模型方法1）可自由建立任何元件的模型（电源、负荷、各种控制保护装置、FACTS元件等），作为各种计算的模型库2）直观方便的文本和图形两种模型编辑方式3）调用简单，计算快速（3）基于公用资源的交直流电力系统分析程序包：潮流、暂态稳定、短路电流、网损分析、电压稳定、静态安全分析、静态和动态等值、直接法暂态稳定、小干扰稳定、最优潮流和无功优化、参数优化协调、继电保护整定与仿真。

几款软件的对比分析1. PSpice 仿真软件简介：PSpice属于元件级仿真软件，模型采用spice通用语言编写，移植性强，常用的信息电子电路，是它最适合的场合。

现在使用较多的是 PSpice 8.0,工作于 Windows 环境,占用硬盘空间60M左右，整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体。

PSpice 的电路元件模型反映实际型号元件的特性，通过对电路方程运算求解，能够仿真电路的细节，特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。

主要功能：（1）复杂的电路特性分析，如：蒙特卡罗分析（2）模拟、数字、数模电路仿真（3）集成度提高缺点：（1）不适用于大功率器件（2）采用变步长算法，导致计算时间的延长（3）仿真的收敛性较差。

2. saber仿真软件简介：被誉为全球最先进的系统仿真软件，也是唯一的多技术、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，这也是saber的最大特点。

Saber最为混合仿真系统，可以兼容模拟、数学、控制量的混合仿真，便于在不同层面撒谎那个分析和解决问题，其他仿真软件不具备这样的功能。

Saber的仿真真实性很好，从仿真的电路到实际的电路实现，期间参数基本不用修改。

主要功能：（1）原理图输入和仿真（2）数据可视化和分析（3）模型库（4）建模缺点：操作较复杂，原理图仿真常常不收敛导致仿真失败，很占系统资源，环路扫频耗时太长（以几十分钟计）3. PLECS仿真系统简介：被全球众多知名公司的研发工程师誉为“全球最专业的系统级电力电子电路仿真系统”，也是一个用于电路和控制结合的多功能仿真软件，尤其适用于电力电子和传动系统。

PLECS独立版本已于2010年开发，自此PLECS脱离MATLAB/Simulink。

PLECS独立版具有控制元件库和电路元件库，采用优化的解析方法，仿真速度更快，比PLECS嵌套版本快2.5倍。