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電源開發離不開設計,那麼都有那些軟體來支援工程師們的工作吶?筆者整理了下電源電路設計常用軟體合集。
一、SPICE類比電路模擬
用於類比電路模擬的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)軟體於1972年由美國加州大學伯克利分校的計算機輔助設計小組利用FORTRAN語言開發而成,主要用於大規模積體電路的計算機輔助設計。
SPICE的正式實用版SPICE 2G在1975年正式推出,但是該程式的執行環境至少為小型機。1985年,加州大學伯克利分校用C語言對SPICE軟體進行了改寫,1988年SPICE被定為美國國家工業標準。與此同時,各種以SPICE為核心的商用類比電路模擬軟體,在SPICE的基礎上做了大量實用化工作,從而使SPICE成為最為流行的電子電路模擬軟體。
現在用得較多的是PSPICE6.2,在同類產品中是功能最為強大的模擬和數位電路混合模擬 EDA軟體,它可以進行各種各樣的電路模擬、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、資料輸出、並在同一視窗內同時顯示模擬與數字的模擬結果。無論對哪種器件哪些電路進行模擬,都可以得到精確的模擬結果,並可以自行建立元器件及元器件庫。
二、PSPICE資訊電子電路設計軟體
PSPICE則是由美國Microsim公司在SPICE 2G版本的基礎上升級並用於PC機上的SPICE版本,其中採用自由格式語言的5.0版本自80年代以來在中國得到廣泛應用,並且從6.0版本開始引入圖形介面。1998年著名的EDA商業軟體開發商ORCAD公司與Microsim公司正式合併,自此Microsim公司的PSPICE產品正式併入ORCAD公司的商業EDA系統中,而後,ORCAD被Cadence收購。
在隨後推出的PSPICE Release 9.0與傳統的SPICE軟體相比,PSPICE 9.0在三大方面實現了重大變革:首先,在對類比電路進行直流、交流和瞬態等基本電路特性分析的基礎上,實現了蒙特卡羅分析、最壞情況分析以及最佳化設計等較為複雜的電路特性分析;第二,不但能夠對類比電路進行,而且能夠對數位電路、數/模混合電路進行模擬;第三,整合度大大提高,電路圖繪製完成後可直接進行電路模擬,並且可以隨時分析觀察模擬結果。
雖然PSPICE應用越來越廣泛,但是也存在著明顯的缺點。由於SPICE軟體原先主要是針對資訊電子電路設計而開發的,因此器件的模型都是針對小功率電子器件的,對於電力電子電路中所用的大功率器件存在的高電壓、大注入現象不盡適用,有時甚至可能導致錯誤的結果。PSPICE採用變步長演算法,對於以週期性的開關狀態變化的電力電子電路而言,將造成大量的時間耗費在尋求合適的步長上面,從而導致計算時間的延長,有時甚至不收斂。另外,在磁性元件的模型方面PSPICE也有待加強。
PSPICE Release 9.0共有六大功能模組,其中核心模組是PSPICE A/D,其餘功能模組分別是:Capture(電路原理圖設計模組)、Stimulus Editor(激勵訊號編輯模組)、Model Editor(模型)。
三、Saber開關電源首選
Saber是美國Analogy公司開發並於1987年推出的模擬及混合訊號模擬軟體,Saber軟體易主,成為Synopsys公司產品。被譽為全球最先進的系統模擬軟體,也是唯一的多技術、多領域的系統模擬產品。與傳統模擬軟體不同,Saber在結構上採用硬體描述語言(MAST)和單核心混合模擬方案,並對模擬演算法進行了改進,使Saber模擬速度更快、更加有效、應用也越來越廣泛。應用工程師在進行系統設計時,建立最精確、最完善的系統模擬模型是至關重要的。
Saber可同時對模擬訊號、事件驅動模擬訊號、數字訊號以及模數混合訊號裝置進行模擬。利用Calaversas演算法,Saber可以確保同時進行的兩個模擬程序都能獲得最大效率,而且可以實現兩個程序之間的資訊交換,並在模擬和數字模擬分析之間實現了無縫聯接。
在Saber中,模擬模型可以直接用數學公式和控制關係表示式來描述,而無需採用電子宏模型表示式。為了解決模擬過程中的收斂問題,Saber內部採用5種不同的演算法依次對系統進行模擬,一旦其中某一種演算法失敗,Saber將自動採用下一種演算法。通常,模擬精度越高,模擬過程使用的時間也越長。普通的模擬軟體都不得不在模擬精度和模擬時間上進行平衡。Saber採用其獨特的設計,能夠保證在最少的時間內獲得最高的模擬精度。Saber工作在SaberDesigner圖形介面環境下,能夠方便的實現與Cadence Design System、Mentor Graphics和Viewlogic的整合。
透過上述軟體可以直接呼叫Saber進行模擬。
Saber的典型案例是航空器領域的系統設計,其整個設計過程包含了機械技術、電子技術、液壓技術、燃油系統、娛樂系統、雷達無線技術等複雜的混合技術設計與模擬。從航空器、輪船、汽車到消費電子、電源設計都可以透過Saber來完成。
在開關電源設計中,如果有變壓器,saber模擬是最好的,變壓器模型比較全。saber模擬現在主要問題就是沒有教材,不方便學習。
四、IsSpice互動式模擬軟體
IsSpice是美國Intusoft公司推出的一種商業模擬軟體,是ICAP/4軟體整合系統的重要組成部分。InSpice是具有完善的模擬控制功能的互動式模擬軟體,其主要特點包括:
(1)瞬態波形顯示;
(2)電路元件電壓、電流、功耗及模型引數顯示;
(3)採用ICL互動式程式語言控制模擬過程;
(4)可進行成組引數掃描;
(5)可進行交流、直流、瞬態、噪聲、傅立葉、失真度、溫度、直流靈敏度、蒙特卡羅分析和最佳化分析;
(6)可測量電路引數臨界值。
ICAP/4軟體整合系統主要由SpiceNet、PreSPice、InSpice和IntuScope四大功能模組組成。ICAP/4的工作流程是:首先進入SpiceNet繪製電路圖,並生成相應的Netlist檔案,然後執行IsSpice模擬軟體模組,在模擬之前系統將自動連線PreSpice模擬資料庫中的元件模型,模擬完成之後利用IntuScope波形分析處理模組對模擬模型進行分析處理。
IntuScope波形分析處理軟體能夠實現數字式儲存示波器和頻譜分析儀的功能,能夠對模擬結果進行實時分析和計算處理。主要能夠
(1)顯示各種分析型別的模擬波形;
(2)波形分析引數包括:有效值、峰-峰值、平均值、最大值、最小值;
(3)允許同時顯示和分析大量波形;
(4)可進行迴歸、濾波、增益、相位、上升/下降時間分析和計算。
SpiceNet電路原理圖繪製模組
SpiceNet是電路原理圖繪製模組,主要實現電路原理圖的繪製、Netlist檔案的自動生成、瞬態波形顯示以及互動式模擬控制。SpiceNet與當前流行的各種模擬系統相容,其輸出文件格式適用於Mentor、OrCAD和Protel系統。 ICAP/4工業版的PreSpice元件資料庫中包含10,000種以上的元件模型,以ASCⅡ格式儲存,使用者可以隨時透過模擬模型瀏覽器Parts Browser對不同元器件供應商提供的元件模型進行瀏覽。同時,ICAP/4系統還提供了100多個通用模型,輸入相應的元件引數後即可直接呼叫。另外,使用者可以即時透過Internet下載最新的元件庫。
五、EWB模數電路的混合模擬
20世紀90年代初推出的電路模擬軟體。相對於其它EDA軟體,它是較小巧的軟體(只有16M)。但它對模數電路的混合模擬功能卻十分強大,幾乎100%地模擬出真實電路的結果,並且它在桌面上提供了萬用表、示波器、訊號發生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數字訊號發生器、邏輯轉換器和電壓表、電流表等儀器儀表。它的介面直觀,易學易用。它的很多功能模仿了SPICE的設計,但分析功能比PSPICE稍少一些。
六、MATLAB產品族
它們的一大特性是有眾多的面向具體應用的工具箱和模擬塊,包含了完整的函式集用來對影象訊號處理、控制系統設計、神經網路等特殊應用進行分析和設計。它具有資料採集、報告生成和MATLAB語言程式設計產生獨立C/C++程式碼等功能。
七、PCB設計軟體
PCB(Printed—Circuit Board)設計軟體種類很多,如Protel;OrCAD;Viewlogic;
PowerPCB;Cadence PSD;MentorGraphices的Expedition PCB;Zuken CadStart;
Winboard/Windraft/Ivex-SPICE;PCB Studio;;TANGO等等。其中Protel是個完整的全方位電路設計系統,包含了電原理圖繪製、類比電路與數位電路混合訊號模擬、多層印刷電路板設計(包含印刷電路板自動佈局佈線),可程式設計邏輯器件設計、圖表生成、電路表格生成、支援宏操作等功能,並具有Client/Server(客戶/伺服器體系結構,同時還相容一些其它設計軟體的檔案格式,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。
回覆列表
目前主流的就 三大PCB設計軟體,目前不主流的就不提了。
1、Altium Designer 下簡稱AD 。可以說是 PROTEL 的升級版。 2、PADS 3、Cadence allegro
Protel99 就不要提了。那已經是古董了。沒法畫複雜的板子。 除了這3個軟體以外,還有很多軟體,如Cadstar ,CR5000,PCAD,Mentor EE,Mentor WG,Mentor en ,PADS專業版 等大把軟體,而且這些軟體有的功能也非常強悍,比上面說的3大軟體功能強大的都有。但是市場佔有率不高,這裡就不說了。目前市場佔有率不高,目前你學他意義不大,對一個初學者,學了估計也難找工作。沒什麼公司用。
1、AD軟體分析
AD(包括PROTEL99) 這個軟體的市場定位是一些簡單的板子,比如微控制器類,簡單的工業類,一些相對簡單的板子,用這個軟體比較多。相對是偏低端產品設計。大部分都是簡單的板子。大部分用這個軟體的公司產品都是相對偏簡單的。一般都是 2層 4層為主。在中國市場上,內地城市使用的比較多,發達城市比較少用。基本上可以說在發達城市,這個使用這個軟體,找工作都不好找。但是這個軟體,在內地城市使用的佔有率很高。這個軟體在內地城市為什麼這麼高,我個人認為主要是因為這個軟體在學校裡面的推廣做得比較好,因為每個讀電子或者機電相關專業的學生在學校裡面就有教這個,或者有要求去學這個。所以目前還在用這個軟體的工程師,我可以肯定的是超過 80%是因為在學校裡面用的,出社會後就繼續用了。所以可以說這個軟體如果沒有中國大學生這一部分的市場,這個軟體應該在中國市場上估計就非常少見了。
2、PADS軟體分析
PADS的前身是 POWER PCB ,這個軟體介面選單很少,上手不難。我估計也是這一點能得到了市場的認可。特別是消費類電子產品市場佔有率非常高,早期都可以說在消費類產品裡面差不多是壟斷的地位,比如從早期的 VCD,DVD,MP3 ,MP4,隨身碟,液晶電視,到現在的平板電腦,行車記錄儀,車載電子產品,導航儀,數字機頂盒,安卓智慧電視盒、手機等都是絕對的市場佔有率。特別是手機PCB設計,PADS軟體幾乎佔了壟斷的優勢。 在整個消費類電子產品裡面,幾乎PADS都佔了大頭。特別是前幾年的市場佔有率更是絕對的高。這幾年因為allegro 這個軟體慢慢的起來了。PADS佔有率感覺有所下降的趨勢。 但是目前在沿海發達城市裡面,PADS還是佔主流市場,特別是深圳大部分公司還是用PADS ,其次是allegro 。PADS找工作在深圳很容易。
3、allegro軟體分析
Cadence allegro 這個軟體的優勢是功能強大,缺點是不好學,不容易上手。所以這個軟體 在10年前或者說7 8年前,市場佔有率都還比較低,一般只有大公司用,特別是做電腦主機板的公司用,因為這個軟體功能強大,畫大型板子有優勢。如電腦主機板,大型工控板,伺服器主機板,等大型板子,他的效率和優勢非常明顯。所以他的市場目前主要還是在電腦主機板,大型工控板,伺服器主機板,等這些大型板子上,以及現在一些平板電腦,手機板也會有少量公司用。和大公司在用。長遠角度來講allegro市場前景比較大。
學習軟體結論:
想要畫簡單的板子,就學AD 。想要畫消費類電子產品就學PADS 。想要畫大型板子就學allegro 。 如果學PADS 和allegro 以後你基本上也都是在沿海等發達城市工作,內地城市沒這麼好找工作。 如果學AD ,主要就是內地工作,沿海城市用的不多。。。 當然這個是相對比例而已,就好比深圳用PADS非常多,但是也還是有公司用AD ,只是說非常少而已。
另外比如你想要學AD 就不要想著去畫消費類產品,比如你學AD去畫 行車記錄儀,有P用了,用AD軟體想去找個畫行車記錄儀的工作,根本就找不到,根本就沒有做行車記錄儀的公司用AD這個軟體畫板,誰要你。做平板電腦,做液晶電視,做手機,等這些產品也是如此,學AD 想要畫這種產品,你非常難找工作或者說根本就找不到這類的工作。這類也許會有人反駁,我現在就是用AD 畫平板啊,現在用AD畫平板也沒錯,或者用AD 畫手機也沒錯,但是你去看看整個市場上用的有多少? 但是不管怎麼少人用,應該也還是有個別公司再用,用的公司不多,對一個剛學的新手來說,更是難找工作。
工資方面,用不同的軟體,畫不同的板子,工資差很遠的都有。比如現在有一些內地城市畫板,3K多的都有。 有一些地方拿 2W多的也有,這個具體還是要看你畫什麼板來定。 板子差不多的話,個人感覺用ALLEGRO 的工資稍微比PADS的高一點點,這是我個人根據身邊很多朋友的收入來看覺得的。個人看法。學習主要還是為了工作,所以學習就應該學到合適的東西,比如學AD 也就應該學畫一些簡單的板子和工業類相對簡單的板子就差不多了,再複雜的板子,也少公司用AD 。 學PADS ,你想要學畫電腦主機板,或者大型工控主機板,也也沒什麼P用,學了也找不到工作。基本沒有公司用PADS畫電腦主機板。 學allegro 你想要畫液晶電視或者行車記錄儀,那也沒什麼P用,用allegro 想找個畫液晶電視,行車記錄儀的工作也是找不到,根本沒公司用。下面我們來討論一下目前就業問題,和定位:就業,這是每一個想要進入這個行業都關注的問題,也就是說我學這個PCB設計軟體後。能不能找到工作,如果不能找到工作那就是白學了。這些軟體目前在中國城市分工,感覺還是有區域劃分,比如大部分內地城市都是AD (PROTEL)佔有率比較高,
1、如果你想要在內地城市工作,畫一些簡單的 2層,4層板,那我建議你學AD 軟體,內地城市用這個軟體找工作比較容易,但是由於用這個軟體的公司板子一般都是比較簡單的,所以工資一般不高。
2、如果你想要在沿海城市,特別是想要在
深圳工作,想要畫這種消費類產品的話,建議學PADS ,這個軟體容易上手,而且深圳找工作非常容易。用的公司很多。
3、如果你想畫大型產品板子,建議學allegro 。這軟體目前市場佔有率挺高,特別是在大型板子裡面佔有絕對的優勢。 學習PCB設計,大部分人都是為了工作,學完後,能找到一份好工作,這是每個人的期望。所以想要學哪個設計軟體,要自己定位好,因為這個有好幾個影響的因素,比如你以後想在哪個城市工作, 主要想設計什麼產品。
上面在是我個人對這幾個軟體的見解。
怎麼才能知道我所在的城市用哪個PCB設計軟體?
方法是:你到一些招聘網站上,看你所在的城市,大部分招這方面職位的,都要求用哪個軟體。這樣你就知道你在的城市用哪個軟體比較多了。
有一些公司招聘資訊會這麼寫,要求精通PADS9.5 ,熟練allegro ,PROTEL 等設計軟體。 看到這種資訊其實馬上就能知道這個公司主要用哪個設計軟體,按照人的心理學來講,一般都是寫在第一個的就是常用的。 或者要求精通的那個就是他們主要使用的。所以你找100個招聘資訊下來,統計一下。就能知道你所在的城市 主要用哪個軟體了。這個軟體佔的份額大概有多少也就知道了。
也許這不是絕對準確,但是也是非常接近市場資料。
軟體只是一個工具,其實用哪個軟體都無所謂,如果你自己是老闆,或者公司用什麼軟體你可以說了算的,那你學哪個軟體問題都不大。但是如果你是為了找工作方便的。那還是要看哪個軟體用的公司多。才好找工作。