SIMPLIS仿真软件3－暂态分析（Transient Analysis）详解

导读
SIMPLIS Status窗口
SIMPLIS暂态仿真的机制
一个关于暂态分析的有用的小技巧
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导读

本篇文章是对SIMPLIS中暂态分析功能的详细介绍。如前所述，本专栏是在官网资料的基础上进行撰写的，读者也可以移步官网。
鉴于笔者能力有限，若有不当之处，还请各位读者指出！

SIMPLIS Status窗口

每当我们进行仿真的时候，总会弹出一个名为SIMPLIS Status的窗口，先了解这个窗口中信息的意思可以对SIMPLIS的暂态仿真有更为深入的理解。

见上述窗口，左侧的"01 02 … 100"指的是完成百分比，100即表示仿真完成，右侧的“New topology”表示的是新拓扑信息。那么什么是新拓扑信息呢？
SIMPLIS将电路看成由被称为拓扑（topology）的一系列、不同的电路构成。在SIMPLIS仿真期间，电路将在多个独特的拓扑之间转换（SIMPLIS中的模型基本都是PWL模型，所以这些拓扑也被称为PWL拓扑），例如，在典型的Buck电路中，MOSFET打开，能量变会传输到负载和电感中，而当二极管打开时，负载仅由电感供电。这两个电路状态代表了两种PWL拓扑（在SIMPLIS中电路有多少种模态并不代表有多少种PWL拓扑，笔者并未在SIMPLIS文档中找到什么标志着新拓扑的出现，如果有读者发现官方有详细介绍，还请读者告知！）。
窗口中的其他信息如仿真时间，这些信息的意义很明显也就不太详细介绍啦。

SIMPLIS暂态仿真的机制

随着 SIMPLIS 仿真的进行，SIMPLIS 会识别上述所说的拓扑并存储拓扑信息以供以后使用。第一次遇到唯一拓扑时，SIMPLIS 会声明这是一个新拓扑。简单来说，SIMPLIS 随着仿真的进行学习电路。那么现在此拓扑是已知的了，并且有关该拓扑的信息驻留在内存中以备将来使用，随着模拟通过拓扑变化进行，SIMPLIS 将新拓扑添加到内存存储中，并从内存中检索已知拓扑（所以由于存储和检索拓扑信息需要大量的计算能力，电路转换通过的拓扑越多，SIMPLIS 仿真就越慢）。
最后在SIMPLIS了解该电路中的所有拓扑之后，电路将进入最终稳定状态，也就完成了暂态分析。

一个关于暂态分析的有用的小技巧

首先，我们先了解一个名词Snapshot。在SIMPLIS中，电路先前的状态被称为Snapshot。SIMPLIS会存储电路先前的状态相关数据，即Snapshot以供使用。
比如在仿真时，我们先感兴趣的是0-40ms时的电路状态。那么仿真时我们的设置是这样的：

了解了0-40ms电路的状态之后，我们接下来只想了解40m以后电路的状态，那么我们可以进行如下设置：

注意到的是“Force New Analysis”被取消了勾选，表明着电路仿真时会取用Snapshot作为电路仿真的初态，那么我们便可以省去一部分时间，这对于运行缓慢的大型电路来说是实用的功能。

Back Annotation

在上述介绍中，取消勾选“Force New Analysis”可以让电路取用Snapshot作为电路仿真的初始值。SIMPLIS中还有另一种操作可以取用先前仿真的结果作为电路仿真时各电感电流、电容电压的初始值。
在至少进行了一次仿真之后，依次点击Simulator > Initial Conditions > Back-annotate，我们可以看到电感、电容等元器件被设置了一个初值。如果先前的仿真中你的电路已经进入了稳态，那么当你选择了Back-annotate之后，你电路将从稳态开始仿真。