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QSPICE:在线下单和购买电子元件(第9部分)

2024-04-24 16:37:06 Giovanni Di Maria 阅读:
QSPICE与电子元件在线采购系统的集成是电子仿真器领域的一次革新。

高效而易用的QSPICE电子电路仿真软件,日益受到工程师和业余爱好者的欢迎。在该软件的众多功能中,有一个功能是可以与在线采购系统集成以购买电子元件。有了这种功能,设计人员就可以直接为他们的电路下单和购买电子元件,无需更改软件,也无需在各种在线网站上进行繁琐的元件搜索。让我们看看如何使用它。 vNgednc

简介

想象一下,设计一个电路,仿真其行为,然后只需轻轻点击,就能直接从在线供应商处订购其构建所需的所有组件。有了QSPICE软件,这一切都将成为现实。这种重要的功能无疑彻底改变了设计和原型制作过程,使其更快、更高效。这个想法非常简单,就是将QSPICE软件与电子元件在线采购系统结合起来。通过一个软件就能识别创建电路所需的元件,设计过程变得非常高效,因为只需简单点击就能直接从在线供应商处订购元件。设计流程明显加快,因为节省了搜索和手动购买组件的时间;直接订购电子元件也消除了采购错误的风险,最后但同样重要的是,从采购到规划的整个过程都在一个软件中进行管理。因此,这些都是改善电子设计体验的优势。vNgednc

一个实际的例子

掌握此功能的最佳方法是使用简单的电气测试图进行实际测试。让我们开始创建一个简单的电源电路示例,该示例涉及白炽灯泡的延迟开启,在电路图中用电阻器表示。通过适当的措施,只要电路的所有关键部分都经过调整,就可以控制大功率负载。图1显示了电路图,由以下电子元件组成:vNgednc

  • V1:25V电压发生器,用于激活SiC MOSFET的导通
  • R1:10K电阻,用于向电解电容C1提供小电流,对其进行渐进式充电。更改该值会更改时间常数,从而更改定时参数。其值越高,触发负载所需的时间越长
  • C1:4700uF电解电容,用于积聚能量,实际上是一个用于触发电子开关的程控定时器。在这种情况下,修改该值也会改变时间常数,从而改变定时参数。其值越高,触发负载所需的时间越长
  • M1:它是Qorvo公司的SiC MOSFET型号UF3C065030B3,存在于QSPICE库中。它的特点非常有趣
  • R2:56Ω功率电阻,这里作为负载。它可以是一盏灯或一个加热器,甚至是一个电机。

该图显示了一些控制其执行的SPICE指令。特别是:vNgednc

  • .tran 15,0,100u:该指令设置15秒的瞬态仿真时间
  • .ic v(charge)=0:该指令强制软件将“充电”节点设置为0V的初始电压,从而实现电解电容器初始放电的条件。有了它,仿真可以在任何初始电压电平下启动
  • .plot (v(vcc)-v(drain))*i(r2),v(drain)*i(R2):此绘图指令根据公式P=V*I,显示负载和SiC MOSFET消耗功率的波形图
  • .plot i(r2):该指令在图形上显示流经负载的电流
  • .plot v(charge),v(drain):该指令在图形上显示用作定时器的电解电容器的电压以及SiC MOSFET漏极上的电压。

所使用的SiC MOSFET是QSPICE库的一部分,由Qorvo生产。它具有以下电气特性,正如我们将在本文后面看到的,只需几个简单的步骤,就可以轻松地在线购买到:vNgednc

  • 型号:UF3C065030B3SiC
  • 导通电阻:27mΩ
  • 漏源电压:650V
  • 栅源电压:-25V至+25V之间
  • 连续漏极电流:65A
  • 脉冲漏极电流:230A
  • 功耗:242W
  • 最高结温:175°C
  • 结点至外壳热阻:0.48°C/W。

在执行仿真期间(以及在实际等效电路中),电容器C1上的初始电压在T=0的时刻等于0V。25V的电压源V1通过限流电阻逐渐对电容器充电,RC时间常数等于47。当该电压(与MOSFET的栅极相同)达到某个阈值时(在本例中,对于所用元件,该阈值约为6V),MOSFET进入导通状态并激活负载,负载无限期地保持通电状态,直到电解电容器因外部事件而再次放电。有问题的电路不会自动卸载。可以通过一个与电容器并联的常开按钮来执行该操作。不过,最好在按钮上串联一个低阻值电阻(例如10Ω),以避免放电过程中产生火花,为此必须将电解电容器短路。vNgednc

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图1:电源负载定时器电路图vNgednc

图2显示了一些参数的变化趋势,特别是:vNgednc

  • 电流图(上):该图显示了流经负载R2(绿色图)和MOSFET的DS沟道的电流趋势。在前12秒内,没有电流流动,负载处于停用状态,但在此之后,负载几乎在一秒钟内就被激活。切换既不明显也不突然,但它是面对仿真电压增加时的仿真变化,具有非线性成分
  • 功率图(中间):该图显示负载消耗的功率(红色图)和MOSFET消耗的功率(绿色图)。负载激活时的功率超过40W,而MOSFET的功率始终很低,只有在其激活的瞬间才会出现很小的开关损耗
  • 电压图(底部):该图显示了MOSFET漏极相对于地的电压(蓝色图),该电压随M1的工作区域而变化,最重要的是,始终与接地进行比较,电解电容上的电压逐渐升高,最初为0V(红色图)。最后一个电压的趋势不是线性的,而是遵循输入端连接有固定直流电压的普通RC滤波器的趋势。正如您所看到的,当电容器上的电压达到大约6V时,MOSFET就会切换并激活负载。

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图2:瞬态仿真中各个电路节点的参数图vNgednc

让我们订购电路组件

现在,让我们继续该项目的交易部分,即在线订购和购买图中使用的电子元件。并非该电路中的所有元件都能在网上订购,因为传统元件非常普遍,也可以在当地的商店找到。要在线下订单,只需右键单击感兴趣的组件并选择“Buy Now From Mouser”选项即可,如图3所示。关于该项目的电路图,唯一可以在线购买的组件是SiC MOSFET UF3C065030B3。对于图中的其他元件,选项菜单不显示此功能。vNgednc

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图3:在电子元件上按鼠标右键进行下单和购买vNgednc

选择订单后,默认浏览器将显示所选组件的Mouser供应商页面。此时,可以指定要订购的产品的数量,并且可以实时查看要支付的金额。继续购买,我们将进入确认页面,当然这需要访问凭证,但也可以在没有网站帐户的情况下进行订购。完成订单后,我们就可以轻松进入付款页面。vNgednc

哪些元器件可以在线购买

如前所述,并非软件中的所有电子元件都可以在线订购。没有型号代码或电压和电流发生器这类通用组件被排除在此操作之外。不过,可以按照一些简单的规则制作几乎所有其他可购买的元件。以二极管为例,只需右键单击并选择“选型指南”功能即可访问商业型号列表,其中列出了型号、制造商、支持的最大电压和最大电流。通过将模型与通用组件相关联,我们可以按照前面段落中描述的过程在线订购。因此,可以购买常见的1N4007二极管或MM3Z2V7T1G齐纳二极管,并将其添加到购物车中。同理,可以扩展到N沟道或P沟道JFET晶体管、N沟道JFET功率晶体管,当然还有Qorvo库中的所有其他组件。 vNgednc

结论

毫无疑问,QSPICE与电子元件在线采购系统的集成是电子仿真器领域的一次革新。它在效率、速度、成本、精度和易用性方面的优势是显而易见的,使我们能够改变电子电路的设计和构建方式。vNgednc

(原文刊登于EDN姊妹网站Power Electronics News,参考链接:QSPICE: Ordering and purchasing electronic components online (Part 9),由Ricardo Xie编译。)vNgednc

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QSPICE电子电路仿真系列教程vNgednc

责编:Ricardo
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