ADIsimPE – einfach eine weitere Spice-Simulation?

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Analog Devices

Werte ändern und kostengünstigsten Hersteller wählen

Des Weiteren werden Diagramme zum Wirkungsgrad, ein Bode-Diagramm sowie verschiedene Stress-Parameter in den Schlüsselbausteinen angezeigt. Wenn die angezeigten Werte und Diagramme den Anforderungen entsprechen, kann der Entwurf simuliert werden. Im EXCEL-Arbeitsblatt (Bild 4) können jedoch noch Anpassungen vorgenommen werden. Mit ? (Enter Design Inputs) kommt man wieder auf die erste Eingabemaske aus Bild 3 zurück. Mit ? kann man die einzelnen Komponenten ändern, hierbei geht es um die Induktivitäten, die Schalttransistoren (soweit nötig) und die Kapazitäten.

Die Auswahl ermöglicht neben der Änderung der Werte der Komponenten auch die Auswahl verschiedener Hersteller. Da in dieser Auswahltabelle auch Angaben zu Preis und Leistungsverlusten angeben sind, kann eine auf Effizienz ausgelegte Schaltung nun noch preislich optimiert werden.

Um diese Schaltung nun zu simulieren, können alle Bauteile in das Tool SIMPLIS übertragen werden. Das geschieht mit dem Button „Simulate with ADIsimPE/Simplis“?. Die Voreinstellung ist hierbei die Simulation von Last-Transienten und Ripple sowie die Darstellung des Bode-Diagramms. Nach Bestätigen mit „ok“ im Startfenster von ADIsimPE kann die Simulation mit der Taste „F9“ gestartet werden. Dazu muss vorher in das Fenster mit der Schaltung in Bild 4 geklickt werden. Das Ergebnis ist die Ausgabe der Ausgangsspannung von der Einschaltphase bis über einen positiven und einen negativen Lastwechsel.

Im Unterschied zu Standard Simulationen können, über einen Doppelklick auf den Schaltregler, verschiedene IC-Parameter auf die minimalen bzw. maximalen Werte gemäß Datenblatt verstellt werden. Dies dient zur sicheren Auslegung der Schaltung.

Simulation über die Temperatur und Eval-Board

Um über die Temperatur eine verlässliche Simulation zu bekommen, können die R_DSon-Werte der beiden internen Transistoren angepasst werden. Als Referenz dienen hierbei die Werte aus dem Datenblatt. Die Schaltung kann nach eigenen Wünschen modifiziert werden; hierzu stehen die Modelle aus der Spice-Simulation (SIMetrix) zur Verfügung, die beim Einfügen in ein SIMPLIS-Format übersetzt werden.

Um die Daten der Simulation zu verifizieren, bietet Analog Devices über das beschriebene EXCEL-Tool die Möglichkeit, ein kostenloses Evaluation Board zu ordern ?. Dieses ist, bis auf den Schaltregler, unbestückt. Grund ist, dass der Kunde die Schaltung mit Bauteilen aus seinem Bestand, bzw. von seinem bevorzugten Hersteller testen soll.

Mit den vorgestellten Werkzeugen kann jeder, der die Anforderungen an eine Spannungsversorgung kennt, in wenigen Minuten eine Schaltung erstellen, optimieren, simulieren und später aufbauen und testen.

Abschließend noch ein paar Worte zur Spice-Simulation SIMetrix. Neben der klassischen Simulation von analogen Schaltungen bietet das Tool auch digitale Komponenten, die zusammen mit analogen Bausteinen in einer Simulation betrieben werden können. So sind die Bausteine aus der Familie 7400 ebenso vertreten, wie die Familie 4000. Daneben gibt es generische A/D-Wandler- und D/A-Wandler-Modelle mit einstellbarer Auflösung von 1 bis 32 Bit.

Die Zeit für eine Wandlung ist ebenso einstellbar wie die maximale Ausgaberate, Offset und Vollausschlag. Damit lassen sich sehr viele Anwendungen in der Simulation aufbauen, die eine zeitdiskrete Betrachtung benötigen.

Mit dem Tool ADIsimPE steht dem Anwender ein leistungsfähiges, kostenloses Werkzeug zur Verfügung, das alle Bereiche einer Schaltung simulieren kann.

* Thomas Tzscheetzsch arbeitet als Senior Field Application Engineer bei Analog Devices in München.

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