QSPICE 電子電路仿真軟件因其有效性和易用性而日益受到工程師和業(yè)余愛好者的歡迎。該軟件的眾多特點之一是它允許與在線訂購系統(tǒng)集成以購買電子元件。有了這種可能性，設計人員可以直接訂購和購買用于其圖表的電子元件，而無需更改軟件，也無需在各種在線網(wǎng)站上進行繁瑣的元件搜索。讓我們看看如何使用它。
介紹
想象一下，設計一個電路，模擬其行為，然后只需單擊一下，即可直接從在線供應商處訂購構建電路所需的所有組件。使用 QSPICE 軟件，這已成為現(xiàn)實。這一重要可能性無疑徹底改變了設計和原型制作過程，使其更快、更高效。這個想法非常簡單，就是將 QSPICE 軟件與電子元件在線采購系統(tǒng)相結合。通過在單個軟件中識別創(chuàng)建電路所需的組件，設計過程變得非常高效，因為只需單擊一下，就可以直接從在線供應商處訂購組件。設計過程明顯更快，因此節(jié)省了搜索和手動購買組件的時間;直接訂購電子元件還可以消除采購錯誤的風險，最后但并非最不重要的是，從采購到規(guī)劃的整個過程都在一個軟件中進行管理。因此，這些都是改善電子設計體驗的諸多優(yōu)勢。
一個實際的例子
掌握此功能的最佳方法是使用簡單的電氣測試圖進行實際測試。讓我們開始創(chuàng)建一個簡單的電源電路示例，該電路涉及白熾燈泡的延遲開啟，在電氣圖中用電阻器表示。只要采取適當?shù)拇胧?，就可以控制大功率負載，前提是電路的所有關鍵部件都經(jīng)過調整。圖 1 顯示了電氣圖，由以下電子元件組成：
· V1：25 V 電壓發(fā)生器，用于激活 SiC MOSFET 的導通
· R1：這是一個 10K 電阻，用于向電解電容器 C1 提供小電流，以便其逐步充電。更改此值會改變時間常數(shù)，從而改變時序參數(shù)。其值越高，觸發(fā)負載所需的時間越長
· C1：這是一個 4700 uF 電解電容器，用于積累能量，實際上構成了觸發(fā)電子開關的編程定時器。在這種情況下，修改此值也會改變時間常數(shù)，從而改變定時參數(shù)。其值越高，觸發(fā)負載所需的時間越長
· M1：QSPICE 庫中提供的 Qorvo SiC MOSFET 型號為 UF3C065030B3。其特性非常有趣
· R2：這是一個 56 歐姆功率電阻器，這里用作負載。它可以是燈、加熱器，甚至是電機。
該圖顯示了一些控制其執(zhí)行的 SPICE 指令。特別是：
· .tran 15,0,100u：此指令設置 15 秒的瞬態(tài)模擬
· .ic v(charge)=0：此指令強制軟件將“charge”節(jié)點設置為初始電壓 0 V，從而實現(xiàn)電解電容器初始放電的條件。有了它，可以在任何初始電壓水平下開始模擬
· .plot (v(vcc)-v(drain))*i(r2),v(drain)*i(R2)：此繪圖指令顯示波形圖，其中顯示負載和 SiC MOSFET 消耗的功率，根據(jù)公式 P=V*I
· .plot i(r2)：該指令在圖表上顯示流過負載的電流
· .plot v(charge),v(drain)：該指令在圖表上顯示用作計時器的電解電容器的電壓以及 SiC MOSFET 漏極上的電壓。
所用的 SiC MOSFET 是 QSPICE 庫的一部分，由 Qorvo 生產(chǎn)。它具有以下電氣特性，并且正如我們將在本文后面看到的那樣，只需幾個簡單的步驟即可輕松在線購買：
· 型號：UF3C065030B3 SiC
· Rds(ON)：27 毫歐
· 漏源電壓：650V
· 柵源電壓：-25V~+25V之間
· 連續(xù)漏極電流：65A
· 脈沖漏極電流：230 A
· 功耗：242 W
· 最高結溫：175°C
· 結至外殼熱阻：0.48°C/W。
在執(zhí)行模擬期間(但也在實際等效電路中)，電容器 C1 上的初始電壓在時刻 T=0 等于 0 伏。25 伏電壓源 V1 通過限流電阻逐漸給電容器充電，限流電阻的 RC 時間常數(shù)等于 47。當此電壓(與 MOSFET 的柵極相同)達到某個閾值(在本例中，相對于所用組件，約為 6 V)時，MOSFET 進入導通狀態(tài)并激活負載，負載將無限期保持通電狀態(tài)，直到電解電容器因外部事件再次放電。相關電路不會自動下載。此操作可以通過與電容器并聯(lián)的常開按鈕執(zhí)行。但是，始終建議與按鈕串聯(lián)一個低值電阻器(例如 10 歐姆)，以避免放電操作期間產(chǎn)生火花，為此必須將電解電容器短路。
圖1：電源負載定時器的電路圖
圖 2 中的圖表顯示了一些參數(shù)的趨勢，特別是：
· 電流圖(頂部)：該圖顯示了流過負載 R2(綠色圖)和 MOSFET 的 DS 通道的電流趨勢。在前 12 秒內，沒有電流流動，負載處于停用狀態(tài)，但在此之后，它將在近一秒鐘內激活。切換不清晰也不突然，但它是面對不斷增加的模擬電壓的模擬變化，具有非線性分量
· 功率圖(中間)：該圖顯示負載消耗的功率(紅色圖)和 MOSFET 消耗的功率(綠色圖)。負載在激活時功率達到 40 W 以上，而 MOSFET 的功率始終很低，除了激活的幾個瞬間，在此期間可以觀察到少量開關損耗
· 電壓圖(底部)：該圖顯示了 MOSFET 漏極相對于地的電壓(藍色圖)，該電壓隨 M1 的工作區(qū)域而變化，最重要的是，電解電容兩端逐漸增加的電壓，最初為 0 V(紅色圖)，始終與地相比。最后一個電壓的趨勢不是線性的，而是遵循普通 RC 濾波器的趨勢，該濾波器在輸入端連接有固定的直流電壓。如您所見，當電容器上的電壓達到約 6 V 時，MOSFET 的開關與負載的激活相結合。
圖 2：瞬態(tài)仿真中各個電路節(jié)點的參數(shù)圖
讓我們來訂購電路的元件
現(xiàn)在，讓我們進入項目的商業(yè)部分，即在線訂購和購買圖中使用的電子元件。并非所有電路元件都可以在線訂購，因為傳統(tǒng)元件非常普遍，也可以在當?shù)厣痰暾业健Ｒ诰€下訂單，只需右鍵單擊感興趣的組件并選擇“立即從 Mouser 購買”項，如圖 3 所示。關于該項目的電氣圖，唯一可以在線購買的組件是 SiC MOSFET UF3C065030B3。對于圖的其他組件，上下文菜單不顯示此功能。
圖3：在電子元件上按鼠標右鍵即可進行訂購和購買
選擇訂單后，默認瀏覽器會顯示帶有所選組件的 Mouser 供應商頁面。此時，可以指定要訂購的產(chǎn)品數(shù)量，并可以實時查看要支付的金額。繼續(xù)購買后，我們將訪問確認頁面，當然，需要訪問憑據(jù)，但也可以在沒有網(wǎng)站帳戶的情況下訂購。完成訂單后，我們可以輕松訪問付款部分。
哪些組件可以在線購買
如前所述，并非軟件中的所有電子元件都可以在線訂購。當然，不包含型號代碼或電壓和電流發(fā)生器的通用元件不在此操作范圍內。但是，可以遵循一些簡單的規(guī)則來制作幾乎所有其他可購買的組件。例如，對于二極管，只需右鍵單擊并選擇“選擇指南”功能即可訪問商業(yè)型號列表，其中列出了型號、制造商、支持的最大電壓和最大電流。通過將模型與通用組件關聯(lián)，我們可以按照前面段落中描述的步驟在線訂購。因此，可以購買常見的 1N4007 二極管或 MM3Z2V7T1G 齊納二極管并將其添加到購物車中。同樣的推理可以擴展到 N 或 P 通道 JFET 晶體管、N 通道 JFET 功率晶體管，當然還有 Qorvo 庫中的所有其他組件。
結論
QSPICE 與電子元件在線采購系統(tǒng)的集成無疑是電子模擬器領域的一次革命。其在效率、速度、成本、精度和易用性方面的優(yōu)勢非常明顯，并使我們能夠徹底改變電子電路的設計和構建方式。
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