Tool-Tipp ADIsimPE – einfach eine weitere Spice-Simulation?

An dieser Stelle beginnen wir mit einer neuen Tipp-Reihe. Wir beschreiben nützliche Simulationswerkzeuge, die wir zukünftig in jeder geraden Ausgabe vorstellen werden.

Anbieter zum Thema

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ROHM Semiconductor GmbH

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Analog Devices

Beim von SIMetrix/SIMPLIS entwickelten Tool ADIsimPE handelt es sich um ein Schaltungssimulations-Paket, das für Test und Entwicklung von (nicht nur) analogen Schaltungen konzipiert ist. Es gibt zwei dedizierte Modi: der Modus SIMetrix ist ideal für die Simulation von Schaltungen geeignet, die keine speziellen schnellen Schaltfunktionen – wie etwa bei Schaltreglern – beinhalten. Dieser Modus ist vollkommen kompatibel zum Industriestandard PSpice und kann mit den Standard Spice-Modellen betrieben werden.

Im Modus SIMPLIS (SIMulation Piecewise-Linear System) wird der Betrieb von getakteten Schaltungen und deren Einschwingverhalten simuliert. Ideal ist dieser Modus für die Simulation von Schaltreglern, PLL und ADC-/DAC-Anwendungen, bei denen es beispielsweise auf den Einfluss des Jitters ankommt. Der SIMPLIS-Modus ist einem Standard Spice-Simulator in Punkto Simulationsgeschwindigkeit, Genauigkeit und Robustheit weit überlegen.

Analog Devices stellt dieses Werkzeug dem Anwender kostenlos zur Verfügung. Die Nutzung kann zeitlich unbegrenzt erfolgen, die einzigen Einschränkungen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Da die Bauteile von Analog Devices in verschlüsselten Form in einer Bibliothek vorliegen, fällt die Beschränkung für diese Bauteilen weg. Die aufgeführten Einschränken beziehen sich ausschließlich auf die Simulation der Schaltung, gezeichnet werden kann ein beliebig großer Schaltplan.

Neben dieser kostenlosen Version gibt es von der englischen Firma Simetrix eine kostenpflichtige, unbegrenzte Software.

SIMPLIS – einfache Simulation für Schaltnetzteile

Der entscheidende Vorteil von ADIsimPE ist der Bestandteil SIMPLIS. Hiermit ist es, wenn die Software bereits installiert ist, in nur fünf Minuten möglich, die Schaltung eines Schaltreglers zu simulieren. Im Folgenden ist der Ablauf dargestellt. Startpunkt ist die Internet Seite von Analog Devices in der Rubrik der Schaltregler (www.analog.com/adisimpower).

Auf dieser Seite gibt man die Parameter der Schaltung ein und erhält einen Vorschlag für die passenden Schaltregler. Am Ende der Seite ist ein Link für den Download der Software ADIsimPE zu finden.

Für unser Beispiel gehen wir von einer Industrie typischen Eingangsspannung von 24 V ±20% aus; als Spannung am Ausgang werden 3,3 V bei maximal 600 mA und einer Umgebungstemperatur von maximal 85°C benötigt. Die Last schwankt zwischen 300 und 600mA, die Brummspannung darf maximal 1% der Ausgangsspannung betragen (33 mV_pp), das Überschwingen beim Lastwechsel soll 100 mV_pp nicht überschreiten. Mit diesen Vorgaben geben wir auf der geöffneten Internetseite in die Eingabemaske die entsprechenden Parameter ein (Bild 1).

Das Ergebnis erscheint in der Tabelle in Bild 2, aus der nun das entsprechende Bauteil und das dazugehörige Designtool ausgewählt werden. In unserem Fall benutzen wir den ADP2441 – die preisgünstigste und effizienteste Variante. Durch Klicken auf den Button „Download Tool“ wird ein EXCEL-Arbeitsblatt heruntergeladen.

Nach Ausführen des heruntergeladenen EXCEL-Arbeitsblattes wird der Anwender aufgefordert, die Parameter erneut einzugeben. Neben den festgelegten Parametern besteht die Möglichkeit der Optimierung hinsichtlich Kosten, Effizienz oder Baugröße. Unter dem Button „Advanced Settings“ verbergen sich u.a. Einstellungen zu Lastsprung, Brummspannung und maximale Bauhöhe der benutzten Bauteile (Bild 3).

Nach der Eingabe aller erforderlichen Paramater wird mit dem Druck auf den Knopf „View Solution“ die Schaltung berechnet. Das Tool stellt ein Schaltbild, eine Stückliste mit Berechnung der benötigten Platinenfläche sowie eine Abschätzung der Kosten auf Basis von 1000 Stück zur Verfügung.

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