PSpice 21周仿真培训 I 第2周：PSpice的优势及最新版本介绍

元件库是仿真的精髓，没有元件，再强大的仿真功能也没有用。PSpice 包括超过34,000种可以直接进行仿真的元器件，以及各种数学函数和行为模型，使仿真更为高效。并且许多IC供应商会以PSpice兼容格式提供Spice模型，可不断更新PSpice的仿真模型库。

项目开发步骤全部在OrCAD集成环境中完成，无需频繁切换工作环境:

• OrCAD^™ Capture绘制电路图

• PSpice A/D进行仿真

• 高整合度的互动界面

• 强大的波形显示、分析和后处理

• 调用PSpice Advanced Analysis(以下简称 PSpice AA）优化设计电路的特性

• OrCAD PCB Editor进行PCB设计

PSpice提供了完整的仿真分析方法：

同时PSpice还提供了一套专门用于观测和测量仿真结果的Probe程序，它可以测量出电路参数和性能特性函数，如波特图、直方图等。

除了模拟电路的仿真功能外，还可以进一步执行数字电路以及模数混合仿真功能。数字电路仿真包含数字最坏情况时序分析（digital worst-case timing） 及自动查错的功能。

PSpice支持模块化和层次化设计的功能，对于复杂电路的设计可以先依据其特性及复杂度分成适当数量的子电路，待相关的子电路一一设计完成后，再将它们组合起来仿真，调整参数，直到满足相应的性能指标时，整个电路的设计才算完成。

对于复杂或尚未设计完成的子电路，用户可以用模拟电路行为特性的描述方式进行仿真，不需真实电路，从而大大减少仿真复杂度。利用行为模拟器件也使得仿真电路系统变得更为方便，甚至还可以推广到非电子电路系统的仿真和分析。

Cadence和MathWorks合作，为同时使用MATLAB/Simulink和PSpice的客户提供系统级仿真解决方案，该特性在电力电子系统的仿真设计中极为重要。

利用Simulink和PSpice之间的双向链接，可以在PSpice仿真时导入MATLAB数据；也可以使用MATLAB的可视化功能对PSpice数据进行后处理；或是借助Matlab和PSpice的界面接口工具SLPS，将PSpice电路模型添加到mdl模型中，在Simulink中调用直接调用，真正实现两种软件的无缝结合。

2019年末 Cadence发布了PCB 产品线的SPB 17.4主版本，并在之后持续发布更新。在这个最新主版本中，PSpice增加了许多新功能，性能也大幅度提升。全方位满足用户需求。

氮化镓器件在电力工程领域的应用越来越多。为了支持这类器件，SPB17.4引入新的PSpice库Transphorm_GaN.lib，包括高性能和高可靠性的GaN MOSFET模型。

以下是添加到Transphorm_GaN.lib中的GaN MOSFET模型：TP65H035、TP65H050、TPH3202、TPH3205B、TPH3206、TPH3207、TPH3208、TPH3212。

此外，PSpice库中还增加了一个新的PSpice模型TLE8110EE，这是一个采用智能电源技术（SPT）的10通道低边开关，带有串行外设接口（SPI）和10个开漏DMOS输出级。该智能多路开关用在发动机管理系统和动力总成系统上。这个模型存储在special_purpose_ics.lib PSpice库中。

在Capture的界面下，直接点击器件，按鼠标右键，新版本增加了查看PSpice模型的菜单“View PSpice Model”，选择该选项后，可以在Capture窗口下查看PSpice模型文件。

之前的版本只能通过“Edit PSpice Model”进入到Edit Model软件的界面下才能查看模型文件，有些浪费时间。

Modelling Application是 SPB16.6 主版本新增加的快速构建PSpice模型的工具，在菜单栏Place -> PSpice Componence -> Modelling application可以找到。

SPB17.4主版在二极管类中增加了Power Diode，可以使用器件数据表的二极管模型参数，构建功率二极管模型，并直接放置到绘图窗口。

在Modelling Application下还同时增加了功率MOSFET管的参数化建模。同样只要输入相应的参数，就可以生成用于仿真的功率MOSFET模型，并可直接放置绘图窗口中。

TI模型库包括 5,000+ 个TI PSpice模型、100+ 个独特的模型类型，以及 4,000+ 个测试电路。

打开菜单Place -> PSpice Componence -> search，出现如下窗口，点击右上角的添加模型，就可以查看模型库的可用版本、查看已配置的库的状态或配置TI模型库。

（注：这个新功能需要安装了PSpice for TI S006和SPB17.4-2019 Hotfix 014或以上版本。）

点击上图中器件模型类，可以进入TI模型库的产品页面，里面的每一个器件都可以查看数据手册、查看产品信息和打开模型测试电路等。

在之前的SPB16.x版本就开发了PSpice和MATLAB协同仿真的接口工具SLPS, 借助SLPS可以将PSpice电路模型添加到mdl模型中，在MATLAB/Simulink中调用PSpice的电路，这时Simulink扮演着主宰的角色，SLPS块在两个模拟器之间建立了接口，实现联合仿真。

SPB17.4版本在这基础上更进一步融合，实现在PSpice仿真和分析中启用MATLAB的功能。在PSpice菜单中增加了访问MATLAB的入口，从PSpice中调用MATLAB的可视化功能对PSpice数据进行后处理。

PSpice可以传输完整的模拟结果(所有波形)或有选择地传输仿真结果(选定的波形)到MATLAB中，利用MATLAB强大的可视化工具扩展PSpice的波形分析能力。

比如可以将PSpice瞬态分析后的时域波形图在MATLAB中用极坐标显示：

或者还可以将PSpice直流扫描分析进阶温度扫描后的数据传输到MATLAB中，用三维空间图显示：

另外，在PSpice的测量函数(Measurement Evaluation)中还增加了MATLAB的函数：

同时，在设置仿真时也可以使用MATLAB函数，下图是在受控源中包含MATLAB函数：

Cadence与MathWorks公司合作，以帮助客户更好地应对在简化系统设计和电路级实现方面的挑战。

Cadence与MathWorks的双向整合提供了独特的系统级/电子电路级的集成，用户可以很容易地在同一模拟运行中一起进行电子电路的仿真和算法的开发与验证。

打开 SPB17.4 版本的第一印象就是界面更加具有现代感，从一开始的安装界面，到Capture原理图设计界面，以及PSpice的主界面都是暗色主题风格，图标也全部线框化设计。

暗色主题有很多好处，可以减少眼睛疲劳，在弱光下更容易阅读，而且暗色主题还可以大大降低电量消耗。下图是PSpice AD和PSpice AA的暗色主题界面：

当然如果不习惯暗色主题风格，可以在PSpice界面下，选择Tools -> Options，在Probe Settings对话框中的Color Setting下选择 “Dark”或是“Light”的主题界面，这个窗口中设置的主题也会传递到PSpice AA和 Model Editor的界面。修改后需要重新启动PSpice软件才会生效。

界面中所有的资源都以水平标签式文件的形式打开。默认情况下，所有类型的输出面板都在应用程序的底部。如果在输出窗口中打开了多个窗格，它们会被显示为停靠和标签式窗格，如下图所示。

在PSpice AD中，输出窗口可显示：仿真状态(Simulation Status)、输出窗口(Output Window)、探针光标(Probe Cursor)、命令窗口(Command Window)，用户可以根据自己的需求打开其中一个，减少不必要内容的显示，增加有效信息呈现。同时波形显示窗口也是可以随时拖动切换顺序，提升用户的操控感。

对比之前的版本SPB17.2界面（下图），注意到输出窗口（仿真状态、输出窗口、探针光标、命令窗口）全部都显示，但哪个都显示不全。很多时候这些输出信息并不是都需要，却占据着显示屏的空间，工程师需要挨个关闭才能将下方区域利用起来，影响设计效率。

用户可以使用鼠标停靠在需要移动的窗格上，拖动鼠标移动它们至工作区的标记位置上，也可以悬浮在界面上。

下图所示的橙色标记就是在按住Command Window窗格后，界面上出现的标记位置，可以将移动的窗口放置到标记的位置，定制适合个人操作习惯的界面，增进用户体验。

用户还可以通过鼠标拖动标签式的波形显示窗口，如下图所示，将另一个波形显示窗口变成了一个独立的窗口，可以在不同的显示器上显示，实现多显示器显示，大大扩展视觉空间，提高软件使用的灵活性。