saber仿真开关电源教程

经常在论坛上看到变压器设计求助，包括：计算公式，优化方法，变压器损耗，变压器饱和，多大的变压器合适啊？其实，只要我们学会了用Saber这个软件，上述问题多半能够获得相当满意的解决。

一、 Saber在变压器辅助设计中的优势：1、由于Saber相当适合仿真电源，因此对电源中的变压器营造的工作环境相当真实，变压器不是孤立地被防真，而是与整个电源主电路的联合运行防真。

主要功率级指标是相当接近真实的，细节也可以被充分体现。

2、Saber的磁性材料是建立在物理模型基础之上的，能够比较真实的反映材料在复杂电气环境中的表现，从而可以使我们得到诸如气隙的精确开度、抗饱和安全余量、磁损这样一些用平常手段很难获得的宝贵设计参数。

3、作为一种高性能通用仿真软件，Saber并不只是针对个别电路才奏效，实际上，电力电子领域所有电路拓扑中的变压器、电感元件，我们都可以把他们置于真实电路的仿真环境中来求解。

从而放弃大部分繁杂的计算工作量，极大地加快设计进程，并获得比手工计算更加合理的设计参数。

4、由于变压器是置于真实电路的仿真环境中求解的，所有与变压器有关的电路和器件均能够被联合仿真，对变压器的仿真实际上成了对主电路的仿真，从而不仅能够获得变压器的设计参数，还同时获得整个电路的运行参数以及主要器件的最佳设计参数。

二、 Saber 中的变压器我们用得上的 Saber 中的变压器是这些：（实际上是我只会用这些）分别是：xfrl 线性变压器模型，2~6绕组xfrnl 非线性变压器模型，2~6绕组单绕组的就是电感模型：也分线性和非线性2种线性变压器参数设置（以2绕组为例）：其中：lp 初级电感量ls 次级电感量np、ns 初级、次级匝数，只是显示用，不是真参数，可以不设置rp、rs 初级、次级绕组直流电阻值，默认为0，实际应该是该绕组导线的实测或者计算电阻值，在没有得到准确数据前，建议至少设置一个非0值，比如1p（1微微欧姆）k 偶合（互感）系数，建议开始设置为1，需要考虑漏感影响时再设置为低于1的值。

1，知道了传递函数，如何得出bode图？2，如何测量波形的THD、PF值以及各次谐波？3，测电压、电流各种方法小结。

4，实现变压器的功能：耦合电感的用法。

（技巧分享就到此了，有什么问题可留言，推荐去看看107楼的内容）刚才Q上有人问我关于混合仿真的，这里增加个：5，控制系统与模拟系统下的混合仿真。

比如说现在要画下面传递函数的bode图:首先，在saber的搜索栏里输入“tf_rat”，出来如下图：可以选择第一个：两个串联即可，如下图：这样就实现了上面的传递函数。

这里的source需要用到控制系统下的，可搜“c_sin”，选择第一个，如下：当然了，不一定非要这个，因为可以通过接口转换来实现，这是后话。

关于tf_rat的设置如下：这样就实现了函数:1/(s+1)最后的连接图：先netlist再DC分析然后小信号分析，看下面设置：最后的bode图：至此，bode图已经画出来了，很简单哈，剩下的就是自己去分析了~这里附上上面仿的附件，方便下载。

双击轴线，AXIS ATTRIBUTE对话框里的GRID increment可以调制轴线等分间距！！路径中不能有中文，要在全英文下看波形可以放大的，选中托一下即可。

要恢复回来，按下面按钮：不错，既然你仿出来了，你再试试这个传递函数哈：怎么跟上图差不多呢关于区别，你看看：这样看就出来区别了，哈哈怎么把两个波形放在同一个图中的？讲讲波形计算器吧，比如如何把某一个电流扩大十倍，电压扩大十倍便找个简单的电流扩大十20倍的小例子这是一个电流波形，点出计算器来点击图形右侧的电流标号i(l.lr)，标号呈现白色表示选中，然后在计算器光标处左键按一下，右键再按一下，至此i(l.lr)添加到计算器中了。

其次在光标处输出20*，再次输入内容的话，以前的内容自动清除，从而计算器自动生成了i(l.lr)*20，这样计算器完成了计算。

计算其中delete为删除键。

最后点击Δ左边的绿色波形图，电流扩大十倍后如下图所示在saber，常用的电容就一种，可以不分极性的，如下：，如何测量波形的THD、PF值以及各次谐波在PFC的仿真以及并网逆变中，经常需要测量波形的THD，PF值，看各次谐波的大小。

Saber电源仿真——基础篇电路仿真作为电路计算的必要补充和论证手段，在工程应用中起着越来越重要的作用。

熟练地使用仿真工具，在设计的起始阶段就能够发现方案设计和参数计算的重大错误，在产品开发过程中，辅之以精确的建模和仿真，可以替代大量的实际调试工作，节约可观的人力和物力投入，极大的提高开发效率。

Saber仿真软件是一个功能非常强大的电路仿真软件，尤其适合应用在开关电源领域的时域和频域仿真。

但由于国内的学术机构和公司不太重视仿真应用，所以相关的研究较少，没有形成系统化的文档体系，这给想学习仿真软件应用的工程师造成了许多的困扰，始终在门外徘徊而不得入。

本人从事4年多的开关电源研发工作，对仿真软件从一开始的茫然无知，到一个人的苦苦探索，几年下来也不过是了解皮毛而已，深感个人力量的渺小，希望以这篇文章为引子，能够激发大家的兴趣，积聚众人的智慧，使得我们能够对saber仿真软件有全新的认识和理解，能够在开发工作中更加熟练的使用它，提高我们的开发效率。

下面仅以简单的实例，介绍一下saber的基本应用，供初学者参考。

在saber安装完成之后，点击进入saber sketch，然后选择file—> new—>schematic，进入原理图绘制画面，如下图所示：在进入原理图绘制界面之后，可以按照我们自己的需要来绘制电路原理图。

首先，我们来绘制一个简单的三极管共发射极电路。

第一步，添加元器件，在空白处点击鼠标右键菜单get part—>partgallery有两个选择器件的方法，上面的左图是search画面，可以在搜索框中键入关键字来检索，右图是borwse画面，可以在相关的文件目录下查找自己需要的器件。

通常情况下，选择search方式更为快捷，根据关键字可以快速定位到自己想要的器件。

如下图所示，输入双极型晶体管的缩写bjt，回车确定，列表中显示所有含有关键字bjt的器件，我们选择第三个选择项，这是一个理想的NPN型三极管，双击之后，在原理图中就添加了该器件。

基于saber软件开关电路的仿真【摘要】电力电子系统的计算机仿真已经成为其产品设计研发过程中一个很重要的环节，MATLAB和SABER是目前使用最多的电力电子仿真软件。

与MATLAB相比SABER由其较为突出的优点软件相比其仿真速度快、收敛性好、仿真结果的准确性高。

本文使用电力电子仿真软件SABER对移相全桥DC/DC 变换器与零电压转换器进行了分析和验证。

【关键词】saber仿真；移相全桥DC/DC变换器一、引言SABER作为混合仿真系统，可以兼容模拟，数字，控制量的混合仿真，便于在不同层面上分析和解决问题，其他仿真软件不具备这样的功能。

Saber软件主要用于外围电路的仿真模拟，包括SaberSketch、SaberDesigner两部分。

SaberSketch用于绘制电路图，而Saber-Designer用于对电路仿真模拟，模拟结果可在SaberScope和DesignProbe中查看[5][6]。

由于移相全桥DC/DC变换器具有鲜明的特点，最近在大功率多电飞机电源系统中备受关注。

所谓的多电飞机是指提高使用电力同时将液压和气动的使用降到最低。

这种改变使多电飞机比传统的飞机有明显的优势。

由于多电飞机对电力的要求增加，它就需要一个更适合的配电和转换系统，因此电力电子在其中的分量不断增加[1][2]。

移相全桥DC/DC变换器可以为飞机提供电源，这种类型的转换器拓扑允许所有的开关设备在零电压开关下进行操作，并且大大减小了开关损耗。

此外它能高频率的操作开关来提高功率密度，从而降低了转换器的尺寸[3][4]。

二、移相全桥移DC/DC变换器相全桥DC/DC变换器是一种典型的零电压开关转换器，其基于全桥隔离变压器模块的转换器。

基本为：全桥开关网络、高频变压器、整流和LC滤波器。

互感LS也显示在图表中。

这个电感通常包括变压器漏感和附加分离原件的电感，并且和变压器是串联的。

C1-C4是瞬间关断电容，可以和LS一起实现零电压开关转换。

运算放大电路仿真(续)今天接着前面blog的内容，可大家继续讨论放大电路的设计验证。

前面的blog 里留了一个问题：电阻R1,R2,R3,R4的有没有精度要求？如果有，则需要多高的精度，电路才能够稳定可靠的工作？在Saber中我们可以用MONTE-CARLO分析来验证电路对元器件的精度要求。

设置R1、R2、R3、R4的容差(即精度误差)均为15％（正态分布－normal），对电路进行MOTE-CARLO分析。

具体参数设置如下图所示：该设置将按照正态分布在指定的精度范围内(15%)变化R1~R4 一百次，并对每一次变化的参数执行TR分析，分析结果如下图所示：对上图所示的结果进行统计分析，得出统计结果如下图所示：从上图可以看出，如果R1~R4电阻精度都为15%，则电路可能出现放大失真的情况. 将R1~R4的精度改为5%。

再次进行MOTE-CARLO分析，设置以前一致，分析结果如下图所示。

对上图所示结果进行统计分析，得出统计结果如下图所示：从上图可以看出，当R1~R4精度为5%时，电路基本没有放大失真的情况。

问题：R1~R4的容差为多大时电路的交流输出vout的直流成分可以忽略（vout的平均值<0.1V）？有兴趣的网友可以试试？To sleeto:谢谢你的夸奖，不过俺有点凉飕飕的感觉，不是在骂俺吧。

另外，我在单位查了查2006版本，发现新增的Design Example是需要在Sketch下安装的，因此也就没办法拷贝了。

我看看能不能抽时间研究一下那几个例子，消化以后写成文档在blog上给大家贴出来。

不过这需要时间，所以请耐心等待。

To srbighead:Saber最好的学习资料就是它自带的PDF文档，建议就从研究它自带的PDF文档开始学习。

To huiyong828:问题解决了就好，至于你提出的问题，我没有看你的文档，不好解释，不过我认为原因应该不是你说的那样。

To laoyu:问题解决了就好，其实你也可以将解决问题的过程写成文档贴出来，与大家一起共享，这样可能会让其他网友少走一些弯路。

• 9•本文介绍了开关电源的设计原理和saber 仿真软件，在开关电源主电路部分采用半桥结构，控制芯片采用美国Sllicon General 公司生产的电压模式PWM 控制器SG3525，最后通过Saber 仿真软件得到了多个输出参考点的仿真波形，由波形可见仿真效率高且设计满足开关电源稳定输出直流7.5V 电压的指标。

随着电子信息产业的不断进步，开关电源技术也在日新月异的发生变化。

目前，开关电源主要应用于生活中一些常见的电子设备中，具有体积小、可靠性好和高效率等特点，已经逐步发展为当代电子信息产业中一种不可或缺的电源设备。

开关电源通过不同种类的拓扑结构，将标准电压转换为各种设备所需求的电压的电能转换装置。

在电力电子中，开关电源的拓扑结构有好多种，常用的电路拓扑有单端正激、单端反激、推挽、全桥和半桥等结构。

在设计过程中，我们可以利用仿真软件对开关电源进行设计和验证，从而能够节约成本、减少工作量等。

在本论文中，主电路采用半桥结构，控制电路选用PWM 控制芯片SG3525，最后利用Saber 仿真软件进行建模和仿真，设计了一款将220V 交流电压降为7.5V 直流电压输出，在Saber 软件中分析直流工作点和瞬态分析工作过程的仿真输出波形进行参数的调整，从而在一定程度上验证了该款电源具有良好的稳定性，满足设计指标。

1 设计原理主电路采用半桥拓扑结构，其工作原理是：当开关S 1开通后，二极管VD1处于导通状态，S2开通后，二极管VD2处于导通状态；当两个开关都处于关断状态时，变压器绕组W1中的电流值为零，此时绕组W2和W3中电流幅值大小相等，方向相反，二极管VD1和VD2处于导通状态。

半桥变换电路变压器励磁方式为双向，可靠性低且需要复杂的隔离驱动电路。

其拓扑结构如图1所示：图1 半桥变换电路原理图控制电路部分选用PWM 控制芯片SG3525，SG3525芯片是由美国Sllicon General 公司研发，是一款电压模式控制的PWM 控制芯片。

基于Saber的反激式开关电源仿真摘要通过使用Saber软件,搭建电路级模型,仿真研究反激式开关电源。

分析反激式开关电源原理,并与试验样机做对比,体现仿真对设计的指导性作用。

关键词aber;反激式开关电源;仿真开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向。

目前,随着各种新科技不断涌现,新工艺被普遍采用,新产品层出不穷,开关电源正向小体积、高功率密度、高效率的方向发展,开关电源的保护电路日趋完善,开关电源的电磁兼容性设计及取得突破性进展,专用计算机软件的问世为开关电源的优化设计提供了便利条件。

Saber是美国Analogy公司开发,现由Synopsys公司经营的系统仿真软件,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,现已成为混合信号、混合设计技术和验证工具的业界标准,可用于电子、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,与其他由电路仿真软件相比,其具有更丰富的元件库和更精致的仿真描述能力,仿真真实性更好。

1反激式开关电源基本原理反激式开关电源其拓扑结构如图1。

其电磁能量储存与转换关系如下如图2(a)当开关管导通,原边绕组的电流Ip将线形增加,磁芯内的磁感应强度将增大到工作峰值,这时可以把变压器看成一个电感,逐步储能的过程。

如图2(b)当开关管关断,初级电流降到零。

副边整流二极管导通,感生电流将出现在复边。

从而完成能量的传递。

按功率恒定原则,副边绕组安匝值与原边安匝值相等。

2基于UC3842的反激式开关电源电路设计由Buck-Boost推演并加隔离变压器后而得反激变换器原理线路。

多数设计中采用了稳定性很好的双环路反馈(输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路)控制系统,就可以通过开关电源的PWM(脉冲宽度调制器)迅速调整脉冲占空比,从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节,达到稳定输出电压的目的。

Saber电源仿真——基础篇电路仿真作为电路计算的必要补充和论证手段，在工程应用中起着越来越重要的作用。

熟练地使用仿真工具，在设计的起始阶段就能够发现方案设计和参数计算的重大错误，在产品开发过程中，辅之以精确的建模和仿真，可以替代大量的实际调试工作，节约可观的人力和物力投入，极大的提高开发效率。

Saber仿真软件是一个功能非常强大的电路仿真软件，尤其适合应用在开关电源领域的时域和频域仿真。

但由于国内的学术机构和公司不太重视仿真应用，所以相关的研究较少，没有形成系统化的文档体系，这给想学习仿真软件应用的工程师造成了许多的困扰，始终在门外徘徊而不得入。

本人从事4年多的开关电源研发工作，对仿真软件从一开始的茫然无知，到一个人的苦苦探索，几年下来也不过是了解皮毛而已，深感个人力量的渺小，希望以这篇文章为引子，能够激发大家的兴趣，积聚众人的智慧，使得我们能够对saber仿真软件有全新的认识和理解，能够在开发工作中更加熟练的使用它，提高我们的开发效率。

下面仅以简单的实例，介绍一下saber的基本应用，供初学者参考。

在saber安装完成之后，点击进入saber sketch，然后选择file—> new—>schematic，进入原理图绘制画面，如下图所示：在进入原理图绘制界面之后，可以按照我们自己的需要来绘制电路原理图。

首先，我们来绘制一个简单的三极管共发射极电路。

第一步，添加元器件，在空白处点击鼠标右键菜单get part—>part gallery有两个选择器件的方法，上面的左图是search画面，可以在搜索框中键入关键字来检索，右图是borwse画面，可以在相关的文件目录下查找自己需要的器件。

通常情况下，选择search方式更为快捷，根据关键字可以快速定位到自己想要的器件。

如下图所示，输入双极型晶体管的缩写bjt，回车确定，列表中显示所有含有关键字bjt的器件，我们选择第三个选择项，这是一个理想的NPN型三极管，双击之后，在原理图中就添加了该器件。