基于Saber仿真软件的直流电子负载设计

摘 要：为了合理缩短航空蓄电池及电源研制时间，并有效节约开发费用，以Saber仿真软件于直流电子负载设计中行负载测试与参数分析。测试系统均是由电源模块、恒流电路模块、恒压电路模块、横阻电路模块、过载报警、保护模块构成，Saber对其进行仿真调式，可充分完善负载系统功能，保证产品满足各项指标要求。文章探讨了基于Saber仿真软件的直流电子负载设计，并着眼于其各个方面进行了全面分析，为基于saber仿真软件的直流电子负载设计提供参考依据。

关键词：Saber仿真软件；负载测试；直流电子负载

Saber软件多用于电路仿真模拟中，其主要包括绘制电路图与电路仿真模拟，最终的模拟结果均可于SaberScope中查找。但移相全桥DC/DC变换器具备十分鲜明的特点，其用于大功率多电飞机电源系统中十分关键，而多电飞机可提高使用电力，并可有效降低液压与气动，此种改变使得多电飞机优势更高。多电飞机对电力要求不断增加，其应具备适当的配电、转换系统，以确保相关系统有序运转。因此，探讨基于Saber仿真软件的直流电子负载设计，对直流电子负载设计有着极大现实意义。

1 电子负载设计

1.1 电子负载设计要求与测试方法

Saber仿真软件具备极为强大的功能，其可快速仿真各种电路软件，且多用来仿真开关电源时域，亦或者是相应的频域，从而形成适宜的混合系统，实现各种仿真。Saber可兼容许多仿真，再于不同层面处理其间存在的问题。直流电子负载设计可有效控制模拟量，之后则以相关编程对相关器件施以建模与实时仿真，从而挺高仿真速度。

1.2 系统方案论证与设计

直流电子负载构成电路可分为三种，包括恒流、恒压、恒阻这三种，此三种电路将运算放大器及相应的反馈网络结合而成，通常均是以单片机来控制。设计核心为电路反馈网络中的场效应，局部单片机可被有效控制。电子负载系统控制程序亦是非常关键，其可实现各种信息输入程序，并能够有效显示信息；其间数据采集均是于相关程序中转换，从而保证各个程序有序运转。恒流工作模式可以分流电阻实现采压，之后则根据实际情况将其放大，且进行详细的比较，从而将各种数据及时反馈，要合理调节分流电阻中存在的电压，则可保证恒流稳定运行。采压之后则和设定的电压互相比较，且及时将相关模块有效整合，保证硬件设计有效简化，恒阻模块均可以单独电路确保恒阻。此种方式的电路集成度偏高，相关硬件电路均可作为功能实现的基础，从而有效提高其可靠性。

2 电路仿真

2.1 恒流恒压模块设计实现

光耦中的各项连接工作很重要，其间包括工作模块与控制模块，线性光耦合器可构成光耦反馈电路，要根据实际情况调整电流，保证电压安全稳定，之后以光耦隔离保证各个模块不干扰运作。二极管可有效控制运放管脚中存在的电压，要尽可能使其起到保护作用。电路往往是非常复杂的，仿真电路中以线性可调电压源，并以此替代早期的控制模块，从而严格测试电源信号，这时便可提高仿真速度。恒定电压工作下的电子负载流入负载电流控制十分关键，应严格控制其负载电压，保证其负载电压增加至设定值。系统监测电路采压完成后，要将其与设定电压严格比较，从而将信息反馈于对应控制电路中。监测电路采样电压降低后，会被送进比较器中，再与相关结果分析比较，且反馈于工作电路控制负载电压中。

2.2 恒组电路模块设计实现

电阻工作模式下的电子负载应以负载电阻与输入电压确定，保证负载电流与输入电压为正比，比值设定负载电阻设定值务必严格保持。恒阻电路均是独立的，其运转均是以开关转换实现的。通常Saber中不存在电位器，要根据实际情况改变电阻，保证仿真以2个电阻串联实现。恒阻电路可有效改变相关元器件的输入电压，并获得相应的电阻恒定数据。

2.3 过载报警、保护模块设计实现

通常为了保证电路正常运转，并根据实际情况设计出对应的电子负载过载，以此来保护电路运行。要严格采样，并设置相应的阈值，确保单片机控制电源的输入及时断开，这时系统则被迫停机。

3 电路模块高级仿真

3.1 蒙特卡罗分析

此分析是于模型参数值浮动范围之内，并随即取样，严格检验器件参数，确保其数值浮动于相应的范围内。要及时更换电路，以恒压流模块替换，若电子负载中未施以隔离，从而保证其运转安全可靠。但是通常设计对象十分复杂，具体应用中根本达不到相应的效果。以光耦隔离电路之后，系统可靠性降低，不过设计务必确保于规定范围中。

3.2 电应力分析

电子负载应具备极高的电路稳定性，因其均于高电压与高电流情况下，这时则应深层次分析其间电应力，获得准确的工作参数，尽可能保证相关参数不超过元器件实际承受力。并全面分析其间实际负荷，保证电阻功率大于13.3W；保证IRF540负荷可达到96%，尽管其于额定范围内，及时更换MOS管以确保电力稳定运行。

4 结束语

电路系统可靠性为电路设计的关键内容，亦是测试耗时最多的工作，Saber软件多用于电路仿真模拟中，以Saber仿真分析电路设计中的诸多参数，从而获得电路实时变化结果，降低其间重复环节。基于Saber仿真方案设计中的直流电子负载进行严格的定型试验，从而合理缩减软件研制时间，这时便节省了开发费用。文章分析了电子负载设计，探讨了电路仿真，对电路模块高级仿真进行了相关分析，为基于saber仿真软件的直流电子负载设计提供参考依据。

参考文献

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作者简介：高菁，身份证：51011219930103002X。