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    【我是工程師第三季】基于saber軟件的電源仿真
    閱讀: 40705 |  回復: 120 樓層直達

    2017/03/14 16:57:21
    1
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長
    此帖被設為精華,作者+10積分

    QQ截圖20160321155901 【直播回放】技術直播專場-資深大咖“蕭山老壽”話說逆變器..

    QQ截圖20160321155901 內容精選】管理員精心選擇的優質內容 快來討論吧


        我是工程師第三季準備寫點關于saber軟件的電源仿真技術。

        saber軟件優于其它仿真軟件的地方在于它能夠很好的解決電源環路仿真控制的收斂問題,我也是邊學邊用,希望對大家有幫助。

    2017/03/15 08:08:07
    2
    lingyan[實習版主]
    電源幣:885 | 積分:34 主題帖:19 | 回復帖:1152
    LV8
    師長
    學習一下
    2017/03/15 09:18:08
    3
    417zhouge[版主]
    電源幣:849 | 積分:125 主題帖:11 | 回復帖:974
    LV9
    軍長
    2017/03/17 11:17:47
    4
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長

        最近正在邊學邊用saber仿真軟件。說說我個人目前的心得體會吧。

        我比較熟悉的仿真軟件是multisim,這款軟件其內部的電路模型相較與saber軟件的電路模型簡單多了。換句話說saber軟件的電路模型更加接近與實際的電路。好處就是電路的仿真更加符合實際情況,壞處就是需要考慮設置的參數多了不少,不易于上手。

        saber軟件優于常規仿真軟件的另一個特點是其磁性元件的參數設置較復雜,需要花點時間熟悉。

    2017/03/21 13:50:59
    5
    pizige5241
    電源幣:1 | 積分:0 主題帖:9 | 回復帖:67
    LV4
    連長
    占個位,仔細聽你講。
    2017/03/21 14:39:02
    6
    sinee_liuwang
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:4
    LV1
    士兵
    剛好可以參照大神的學習下 哈哈。。
    2017/05/14 20:02:56
    74
    你是我戒不掉的煙
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:2 | 回復帖:7
    LV2
    班長
    你好,我現在剛學習Multisim軟件,遇到一點問題,就是系統里沒有我需要的芯片,而設置芯片參數里也不能具體設置引腳功能,這該怎么辦了?
    2017/05/15 08:00:20
    75
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長

    自己新建模型,不過需要你了解spice語法編程。

    我們常規的做法是通過脈沖激勵源將電源拓撲的功能仿真出來,知道自己設計的拓撲沒有問題后,通過實物驗證即可。

    2017/05/15 19:01:48
    76
    你是我戒不掉的煙
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:2 | 回復帖:7
    LV2
    班長

    謝謝,我試一下

    2017/07/31 17:09:13
    85
    zhangning029
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:18 | 回復帖:14
    LV4
    連長

    樓主的知識真是豐富,我算是長了一回見識。。。

    最近在做一款48V轉230V的逆變器,前級采用推挽升壓,用saber2012搭建的仿真模型如下:sr.zip

    我這邊搭了一個模型,輸出電壓上升很慢,請大師兄看一下,謝謝了

    2017/03/22 18:39:29
    7
    桃花
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:3
    LV1
    士兵
    大神,安裝軟件分享下唄,afrlqgb@163.com
    2017/03/27 10:24:43
    8
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        最近花了不少的時間在學習sbaer軟件,相較于multisim仿真軟件來說,前者上手難度大了不少,但其仿真功能也強大了很多。

      《開關電源技術閑思》一帖中,我使用mutilsm軟件對常規的開關電源進行了開環仿真操作,個人覺得此帖對于大家入門有很大的幫助。saber仿真一帖,我想將難度提高一點,講一點開關電源中的技術難點,主要針對電源技術中的磁材特性展開討論。

    2017/03/27 10:36:59
    9
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        很多初學者對于仿真軟件的理解是電路原理圖的直接復制。什么意思呢,通俗的解釋是初學者希望仿真軟件可以直接將自己設計的電路運行起來。這樣的理解不能說錯,但至少是片面的的,大家不能對仿真軟件寄予過高的期望。

        仿真軟件中的元器件并不是真正的元器件,而僅僅是真實器件的模型構造而已。很多時候,模擬電路直接通過仿真軟件搭建運行是行不通的,導致的結果就是軟件報錯,專業術語叫作不收斂。

    2017/03/27 10:52:25
    10
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        針對仿真軟件不收斂問題解釋一下。

        我們知道開關電源是一個閉環控制系統,通電瞬間至其穩定工作是需要一段時間的。在這段時間中,系統由開機狀態過渡到振蕩狀態,最終趨于穩定狀態。這是現實世界中開關電源正常工作所經歷的過程。

        而基于仿真軟件設計的電路系統,它也需要經歷上述過程,最終達到穩態。但由于元器件,電子線路等均是基于實物的仿真模型,所以實際上,仿真電路系統在運行時不能趨于穩態,也就是說它一直處于振蕩狀態,最終導致軟件出錯。我們將處于振蕩狀態的電路問題命名為不收斂問題,也即發散問題。

        這就是為什么電路原理沒有問題,但仿真電路卻總是出錯的原因。最終原因還是我們自己沒有真正了解仿真軟件的特點。

    2017/03/27 11:06:36
    11
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        仿真電路在實際的工作應用中,個人覺得其對我的幫助很大。

        我買了很多的電子類專業書籍,看到好的新奇的電路,我都要驗證一番。在之前的帖子中我提到過我不相信浮于紙面上的知識。驗證電路的方法有兩種。我之前一直堅持采用實物驗證法,即采用元器件直接將電路搭出來,元器件參數均手動計算,節點參數必須通過示波器萬用表等測量并與書籍上提供的參數進行對比。這樣的好處是直觀,理解透徹,但是其弊端是不方便,成本較高,測試參數受限與手頭上的儀器,遇到相對較復雜的電路,還需要頗費一點周折。

        而使用仿真軟件來驗證電路特性則方便很多,同時仿真軟件中提供的各類測試儀器也較齊全。不過其缺點是受限于電子技術人員的水平,也即是其對電路的理解程度。如果水平較高者,看到好的電路,可以選擇合適的器件模型來搭建電路,從而得到近似于實物的電氣參數。對于菜鳥來說,由于其對電路的理解不透徹,只會依葫蘆畫瓢,導致的結果是電路仿真不收斂,從而報錯。

    2017/03/27 11:17:02
    12
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長
        實物驗證與仿真電路驗證各有其優缺點,合理使用仿真電路,可以幫助大家快速提升電子技術水平。但真正把仿真軟件用好的人,我目前遇到的不多。說這句話不是為了打擊大家的學習熱情,而是希望大家共同努力,埋頭苦干,將自己的手藝學精。古語有云知恥近乎勇,愿人人皆是勇士,和大家共勉。
    2017/03/30 16:15:27
    13
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        這段時間將saber軟件和multisim軟件進行對比著學習,發現saber軟件相較于后者確實有很多的優勢。

        目前正在著手磁放大技術的學習,saber軟件提供的磁材模型非常全面,對于個人的仿真學習相當有幫助。

        接下來我會把我個人使用saber軟件仿真學習磁放大器的心得體會寫出來,共享給大家。


    2018/02/27 21:11:53
    100
    levy_cc
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:2
    LV1
    士兵
    講的真好,學習了
    2017/12/01 17:53:24
    95
    ZHJXY8888
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:90
    LV4
    連長
    開關電源技術閑思,這貼在群里搜不到啊
    2017/03/31 09:23:40
    14
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        結合saber軟件講解磁放大技術之前,我想先提一個問題。在電子技術領域,哪些元器件可以當做開關。看到這個問題,很多朋友可能覺得太簡單了。常見的用于開關的電子元器件有三極管,MOS管,晶閘管,繼電器,交流接觸器。

        上述元器件之所以能當做開關使用的原理很簡單。三極管,MOS管,晶閘管是根據半導體PN結的特性實現的。繼電器,交流接觸器是通過電流產生的磁場吸合機械式開關實現的。這些元器件的工作原理很好理解。現在的問題來了,電感可以當做開關使用嗎?

    2017/03/31 09:32:44
    15
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        初次接觸這個問題,大家一定認為電感不可以當做開關使用。在很多人的常識中,覺得電感就是個濾波儲能元件,怎么可以當做開關呢。前文講述的用于開關的元器件好歹還有個控制端。電感這玩意就兩端口,分別為輸入端和輸出端,連控制端都沒有怎么當做開關呢?

        對于電感的認識,很多人還僅僅停留在直觀認識的層面。下面我們就先從直觀的角度來復習一下工字電感的組成。常規的工字電感通常由兩部分組成,分別為漆包線繞制的感應線圈以及工字磁芯。這里的工字磁芯有兩個作用,第一是負責電磁場轉換,第二是當作繞制感應線圈的骨架。

    2017/03/31 09:40:14
    16
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        下圖分為為工字電感的磁芯以及成品工字電感



    2017/03/31 09:49:09
    17
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        在上文中,我們講到電感只有兩個端口,分別為輸入和輸出端口。這兩端口分別對應著感應線圈的兩頭。它是怎么實現控制的呢。上文我們已經講到電感是由感應線圈和磁芯組成的。既然感應線圈對應著輸入和輸出端口,很顯然想在感應線圈上做文章是行不通的。那答案顯而易見,想要把電感當做開關只能從磁芯的角度去思考其原理了。

       電感到底是怎么實現開關作用的呢,先埋個伏筆,明天開始正式講解。

    2017/04/01 11:36:54
    18
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        繼續更新。

        今天開始正式講解磁放大器的技術原理。今天主要講解有關磁的物理學概念。大多數人之所以覺得磁性材料難學,是因為他沒有搞懂磁學相關的概念。夯實磁學概念是相對較痛苦的,但是一旦你真正理解了磁學的相關概念,對后面的磁性器件的原理以及設計幫助會很大。

        大家需要了解的第一個物理學常識,電和磁是一體的,二者相互依存,相互共生。至于說永磁體這類玩意,其實初期也是通過電生磁的原理,給這類材質充磁,從而使其可以長久的保存磁場。不過這類材質不是我們今天探討的話題,可以忽略。

        

        

        

    2017/04/01 11:58:07
    19
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        既然電和磁是相互依存,相互共生的,所以他們的物理特性具有很多的相似之處。

        電荷的運動靠的是電場的作用。電荷的運動通常被稱為電流,而電場被稱作電動勢,通俗的講法就是電壓。

        磁性材料可以看作是由無數個微小的磁材分子組成的。這些微小的磁材分子在未加磁場時,其方向是隨機排列的,整個磁材對外不表現磁性。當外加磁場時,這些微小的磁材對磁場很敏感,都順著外加磁場的方向排列,整個磁材對外表現出磁性。

        如果撤去外加的磁場,整個磁材很快便失去了磁性,這類磁材稱作軟磁材料,反之稱作硬磁材料。至于說這些磁材為什么對磁場的表現各異主要是由其原子結構決定的,在此忽略。

        

    2017/04/01 13:01:43
    20
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        上文提到的微小的磁材分子專業術語叫作磁疇,而外加的磁場稱作磁動勢,是不是和電動勢有點類似。而單位長度的磁動勢,我們稱之為磁場強度,符號為H。

        在外加磁場的作用下,磁材被順利的磁化了,則必然存在著磁路,使外加磁場可以作用于磁性材料,并形成回路。我們知道磁場的回路方向是由北極指向南極的。物理學中用磁通來描述客觀存在的外加磁場作用于磁材所形成的回路。

        如何描述單位面積中的磁通大小呢,這就引入了另一概念,磁通密度。前人用磁通密度這一物理量來衡量單位面積中的磁通大小。磁通密度還有另一個名稱叫作磁感應強度,符號為B。

        上面的諸多概念總結如下:磁動勢作用于磁材,使磁疇發生定向偏轉,從而形成磁通。穿過單位面積中的磁通量被稱為磁通密度。

        

    2017/04/01 13:11:37
    21
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        電流形成的原因是因為電動勢作用于電的良導體,導致電荷的定向移動,從而形成電流。這和上文提到的磁通的形成是否有很多的類似處呢?

        其實物理學中很多的概念均是相通的,只不過換了幾個名詞,很多人就懵了。

        明天繼續講解磁相關的物理學概念。

    2017/04/05 13:11:28
    22
    cjhk[版主]
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    軍長

        清明小長假結束,今天繼續更新。

        前文主要講了磁動勢以及磁通密度的概念。今天講講圍繞這兩個概念衍生出的概念。

        我們知道不同的導電材質,其電導率不同。物理學中用電導率來衡量不同材質的導電能力,電導率符號為G,其與電阻為倒數的關系,同時電導率為電流和電壓的比值。同樣的道理,不同材質的磁材,其導磁率也是不同的,物理學中用什么來衡量呢。答案是磁導率,符號為u。磁導率等于磁通密度與磁動勢的比值。

        對比著電導率的概念,大家是否發現磁導率的命名有很多的相似處呢。

    2017/04/05 13:28:16
    23
    cjhk[版主]
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    軍長

        很多磁性材質的使用環境為真空狀態,為此我們需要在真空中衡量一些磁材的導磁能力。顯而易見,按照物理學中通常使用的衡量參數特性的套路,在此又得引入一個概念,相對磁導率。

        既然是在真空中衡量磁材的導磁率,首先得知道真空環境本身的導磁率如何,無數先賢實測得到真空的磁導率為4×Pi×???(具體數值大家自己百度一下,打數值太繁瑣了,影響我的思考),符號為u0。

        前文我們講到衡量磁材的導磁能力的參數為磁導率u,該磁導率我們認為是磁性材質的絕對磁導率。由此則相對磁導率=絕對磁導率/真空磁導率=u/u0。相對磁導率的符號為ur。

    2017/04/05 13:53:59
    24
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        電流的形成需要除了需要有電壓,電的良導體,還需要什么呢?答案是閉合的回路。只有具備了上述三個條件,才能形成電流。我在此將該閉合的回路命名為電路。

        同樣的道理,磁通的形成除了需要磁動勢,磁的良導體,還需要什么呢?依舊是閉合的回路,在此我們假設空氣不能導磁。唯有上述三個條件同時成立,磁通才能形成。物理學中將該閉合的回路命名為磁路。

        我們知道電導率G為電阻R的倒數。前文講解了磁導率的概念,其符號為u。很明顯磁學中也有一個對應的物理量,它就是磁阻,符號為Rm。磁阻用于描述磁性材料對磁通的阻礙能力。磁阻不僅與磁導率有關,還與磁路的長度及磁材的橫截面積有關。通常磁阻與磁路的長度L成正比,與磁導率u及磁材的橫截面積A成反比,即Rm=L/(u×A)。

        

    2017/04/06 14:06:50
    25
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        之前講解的均是電場和磁場的相似之處,今天講講磁和電的區別。

        我們知道形成電流需要具備三要素,即電壓,電的良導體以及閉合的回路。當回路斷開,電流便消失了。

        雖然磁通的形成也需要三要素,即磁動勢,磁的良導體以及閉合的磁路。但是當磁路斷開,磁通并不是立刻消失的。磁通會在磁性材料中停留一段時間。磁通在不同的磁材中停留的時間各異。如果是軟磁材料,當回路斷開,很短的時間內,磁通便會消失。如果是硬磁材料,磁通會停留相對較長的時間。如果是永磁材料,通常認為磁通不會消失。

        

        

    2017/04/06 14:24:22
    26
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長

        物理學中如何衡量磁學中這一特性呢,這又得命名一個概念來解釋該性質,專業術語叫作磁滯性。專業的解釋為磁通密度B的產生滯后于磁場強度H。我的解釋是磁通的形成滯后于磁場。

        下面把磁性材料的磁化過程描述一下。外加磁場由零開始遞增,當磁場達到一定的閥值,閉合磁路中的磁通開始成正比例增加。當磁場達到某一值時,磁通開始趨于平坦,最終達到飽和,此數值稱為飽和磁通。此時即使繼續增加磁場,磁通也不會再增加。當撤去外加磁場,磁通開始消失,但卻不是沿著之前的路線下滑,而是沿著另一條路線緩慢減少。當減小至某一數值,磁通便不會再減少。此一數值稱為磁材的剩磁。

    2017/04/06 14:31:42
    27
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長

        接下來這張圖便是磁材的磁滯曲線,看懂這張圖,開關電源中的變壓器以及磁放大器的原理便通了。


    2017/04/06 14:38:35
    28
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長
        明天講講不同磁材的磁滯曲線,真正看懂不同磁材的磁滯曲線,便可以理解磁放大器的特性了。

    2017/04/07 09:54:29
    29
    zhaomingming
    電源幣:335 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:49
    LV4
    連長
    大神繼續  端個板凳坐下聽
    2017/04/07 10:01:27
    30
    zhaomingming
    電源幣:335 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:49
    LV4
    連長

    是不是 

    磁場強度相當于電壓

    磁導率相當于電導率

    磁通量相當于電流

    建議你把這些量的單位以及換算都列出來 這樣更便于我們理解

     

    2017/04/09 11:38:42
    31
    武二狼
    電源幣:62 | 積分:3 主題帖:7 | 回復帖:49
    LV4
    連長
    能不能給個下載地址呢,大神
    2017/04/10 16:34:07
    32
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長

        繼續更新。事情好多,感覺有點累。

        前文我將三種特性的磁滯回線貼出來了,不知道大家有沒有看出點門道。今天針對這三種磁滯回線進行講解。

        第一種軟磁材料的磁滯回線,直觀感覺該磁滯回線的面積窄而長。這說明什么問題呢。其實很簡單,這說明該類磁材的磁導率較大,易磁化、易退磁(起始磁化率大)。同時該類磁材的飽和磁感應強度大,矯頑磁力較小,磁滯損耗也比較小。

        在外加磁場的作用下,該類磁材可以迅速磁化,當需要進行磁復位時,也僅僅需要很小的矯頑磁力。該類磁材一般用于繼電器以及各種高頻電磁元件(開關電源變壓器及輸出電感器)的磁芯磁棒等。

        

        

    2017/04/10 16:54:10
    33
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        接著講講第二類磁材硬磁材料的磁化曲線特性。

        由磁化曲線可知,該類磁材矯頑磁力較大,剩磁也比較大。同時該類磁材的磁滯回線面積大,相較與軟材材料的磁滯回線,其寬肥了不少,導致的結果就是其磁滯損耗也大了不少。
        該類磁材一旦磁化后,可以較長時間的保持磁力,而不會輕易退磁。
    適于制成磁電式電表中的永磁鐵,耳機,揚聲器等。

    2017/04/13 12:53:30
    34
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        事情較多,更新有點慢,還望諸位看官見諒。

        今天講講最后一種磁滯曲線,矩磁材料的磁化曲線。我們先看看矩磁材料的磁化曲線,如下所示:



    2017/04/13 13:07:15
    35
    cjhk[版主]
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    軍長

        當剛開始外加磁動勢(磁場強度)時,該類磁材其磁通密度(磁感應強度)很小,幾乎可以忽略,外加的磁場通常是由外加電流所感應出來的。此時由該類磁材組成的電感可以理解為斷路。

        當外加磁動勢足夠強時,該類磁材其磁通量開始以直線形式劇增,導致的結果是磁芯迅速飽和,當磁芯飽和后,磁材便失去了作用,此時由該類磁材組成的電感可以理解為短路。

        這便是磁放大器作為開關的原理之所在。

    2017/04/13 13:15:13
    36
    cjhk[版主]
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    軍長

        由磁化曲線還可以看出該類磁材被磁化成功后,當撤去外加磁場,其剩余磁通很高,接近飽和磁通,也即其磁記憶功能很強。當外加反向磁動勢給其去磁時,其磁化特性與正向磁化特性一樣,迅速飽和,迅速復位。

        如果將飽和狀態看作1,而復位狀態看作0,這不就是開關的作用嗎,這不就是二進制嗎。

        根據這一特性,該類磁材可以用作磁放大器(磁開關)及脈沖變壓器磁芯,也可以用作磁存儲器,比如磁帶,磁盤等。是不是感覺很有意思呢?


    2017/04/13 13:23:16
    37
    cjhk[版主]
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    軍長

        其實看懂了各類磁材的磁化曲線,才表示你真正懂了磁材的特性,至于說設計變壓器,制作電感器等都已經不在話下了,只需要根據需要選擇不同的磁材罷了。

        我學習變壓器的設計時,走了很多彎路,現在回想起來其實是沒有真正理解磁化曲線以及磁學的諸多概念。在前文中,我將磁學概念與電學概念對比著講解,這樣可以方便后來者學習理解。

        磁學概念之所以難理解,是因為其相對與電學概念更抽象更晦澀。磁特性看不見,摸不著,但它卻客觀存在,在各行各業都有著廣泛的應用。希望通過前文概念的梳理能讓大家少走一點彎路。

    2017/04/13 13:26:58
    38
    cjhk[版主]
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    軍長
        后面會給大家講講如何用saber仿真磁材的磁化曲線以及磁放大器在開關電源中的具體應用。畢竟前文講的那么多知識需要有個著力點,也即是具體的應用。這樣才能真正做到理論聯系實際。
    2017/04/14 14:09:47
    39
    xuthere
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    LV2
    班長
    看了樓主這掛仿真的名說磁場的帖子,突然對磁場有一種撥云見日的感覺
    2017/04/18 12:57:02
    40
    cjhk[版主]
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    軍長

        繼續更新。

        今天繼續講講磁滯回線的問題。隔了好長時間沒有更新帖子,還望各位看官見諒。

        前文講解的磁滯回線都是對稱型的,也就是第一象限和第三象限的磁化曲線相對于原點是對稱的。那有沒有不對稱的呢,當然有了。其實不同材質的磁化曲線特性是不一樣的,且不同的磁化頻率,其特性也是不一樣的。

    2017/04/18 13:01:05
    41
    cjhk[版主]
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    軍長

        借助萬能的度娘,不同類型的磁化曲線特性如下:

        (1)正常磁滯回線,這是絕大多數磁性材料所具有的回線形狀與原點是對稱的,或稱S型回線。
        (2)矩形磁滯回線,這一般可以用熱處理或脅強處理材料的方法來得到。
        (3)退化磁滯回線,若某種材料經過磁場熱處理或脅強處理后在一定方向獲得了矩形磁滯回線,若當在其垂直方向進行磁化的,常常會得到近于直線的磁滯回線。
        (4)蜂腰磁滯回線,在少數磁性材料中,例如某些含鈷的鐵氧體和叵明伐(perminvar)合金,在中等磁場強度下的磁滯回線呈現特殊的形狀,即在Br附近的B值顯著降低形如蜂腰。
        (5)不對稱磁滯回線,前面4種都稱為對稱回線。而對同時含有鐵磁性和反鐵磁性成分的材料(例如粉末狀鈷表面有氧化鈷層),或者在恒定磁場中經過熱處理的鐵氧體,其磁滯回線常出現不對稱。
        (6)飽和磁滯回線,當磁化場足夠大,使磁化達到飽和狀態,這樣得到的正常磁滯回線即為飽和磁滯回線。

    2017/04/18 13:10:12
    42
    cjhk[版主]
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    軍長

        接著從另一角度分析一下磁化曲線的特點。前文介紹的磁化曲線并沒有考慮外加磁場強度的磁化頻率,準確的說是忽略了外加磁場強度的磁化頻率,這類磁化曲線稱為靜態磁化曲線,我個人的理解為理想磁化曲線。

        實際上我們真正關注的是動態磁化曲線,當外加磁場強度隨頻率不斷變化時,這樣得到的磁化曲線就是我們真正關注的磁化曲線,也即是實際的磁化曲線。

        動態磁化曲線通常比靜態磁化曲線更寬更肥,因為動態磁化曲線將磁材的渦流損耗也包含在內。

        

    2017/04/18 13:13:56
    43
    cjhk[版主]
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    軍長

        講了這么多關于磁滯回線的概念,有什么用呢。

        其實用途很大,就說我們比較關心的開關電源的變壓器,常規開關電源其頻率特性一般都是50kHz以上,電源變壓器其實工作在高頻狀態,磁芯的磁化過程也是周期性交變的,如果磁材的動態磁滯曲線不是很理想,必然磁材的渦流損耗加大了,導致變壓器的效率低了,從而整個電源的效率也低了。

    2017/04/18 13:17:06
    44
    cjhk[版主]
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    軍長

        磁材的動態磁滯曲線怎么得到了,我們大多數工程師購買的磁材都是通過某寶得到,除了磁材的材質,其余的幾乎都不知道。那如何獲得磁材的動態磁滯回線呢。

        自己手動測量之,接下來我會把我個人測量磁材的動態磁滯曲線的方法貼出來共享給大家,希望對大家有幫助。再好的理論也需要通過實驗數據來驗證。

        后會有期。

    2017/04/18 14:19:38
    45
    gf1095
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    LV5
    營長
    學習!版主加油!
    2017/04/19 12:46:18
    46
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    軍長

        繼續更新。

        今天將實測的磁滯回線的貼出來,幫助大家理解動態磁滯回線的概念。

        實物電路

    其實實物很簡單就是通過在磁環上繞制漆包線,從而測試該磁環材質的動態磁滯特性。


    2017/04/19 12:48:12
    47
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        在不同的頻率下測試得到的磁滯回線,分別是10K,20K,30K

        10K磁滯回線

        20K磁滯回線

        30K磁滯回線


    2017/04/19 12:49:22
    48
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長
        明天將實測電路原理以及計算的方法貼出來,希望對大家有所幫助。
    2017/04/20 14:47:01
    49
    探索者2
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    LV4
    連長
    講得不錯,留個記號好好學習一下。
    2017/04/21 16:07:49
    50
    cjhk[版主]
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    軍長

        今天將磁滯回線涉及的計算方法及電路原理圖貼出來共享給大家。


    2017/04/21 16:11:15
    51
    cjhk[版主]
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    軍長

        搞開關電源設計的公司很多都沒有磁化曲線測試儀,通過上述的手段可以計算出磁材的最大磁感應強度,從而在實際設計中避免磁材出現磁飽和問題。

        不過手動計算磁材的磁飽和其實還是比較繁瑣,如果有磁化曲線測試儀就方便多了。

        在計算有效磁路長度和磁芯橫截面積時,我參考的是如下的技術文檔,也共享給大家,方便大家學習。

    磁性零件有效參數計算.pdf


    2017/04/27 12:39:45
    52
    cjhk[版主]
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    軍長

        繼續更新。最近一直出差中,沒時間碼文字,諸位見諒。

        saber軟件一直在使用學習中,不過發現這款軟件在電路仿真中經常莫名的出錯,搞的心煩氣躁的,還是修為不夠。不過saber軟件中磁滯回線的仿真模型很好調用,對于初學者理解磁滯回線,個人覺得幫助很大。

        

    2017/04/27 12:43:52
    53
    cjhk[版主]
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    軍長

        接下來我講講如何調用saber軟件中的磁滯回線仿真模型。我以視圖的方式講解,這樣便于直觀的操作理解。

        第一步:打開saber-sketch,如下圖所示:



        

    2017/04/27 12:45:42
    54
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        第二步調出仿真模型庫,軟件最下方倒數第五個圖標即是,如下圖所示:

        第三步進入仿真模型庫,如下圖所示:



    2017/04/27 12:47:18
    55
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        第四步,調出磁滯回線仿真模型庫,圖標很好鑒別,如下圖所示:

    第五步,進入磁滯回線仿真模型庫,如下圖所示:


    2017/04/27 13:25:34
    56
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        第六步,進入磁滯回線仿真模型中,我們會看到默認的磁滯回線界面,好戲才剛剛開始,接下來大家會看到有三個圖標,如下圖所示:

    這三個圖標分別代表靜態磁滯回線,磁芯選擇,繞組仿真。

    點擊柳葉形按鍵,我們便可以對常規磁材的靜態磁滯回線進行仿真實驗,該磁芯模型有四種,分別為The Preisach Model ,Jiles-Atherton Model ,Linear Model,Table Look-Up Model (TLU) 。大家可以參照幫助文件來理解。默認設置使用第一種模型。個人覺得saber軟件在磁學方面的仿真相當強大,目前接觸到的仿真軟件,我覺得數它第一。





    2017/04/27 13:36:24
    57
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        舉一個例子,首先選擇磁材模型為The Preisach Model ,磁場強度設置為300A/m,磁感應強度為0.5T,其余參數默認。

        靜態磁滯回線如下圖:

        靜態磁滯回線詳細參數



    2017/04/27 13:37:38
    58
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        動態磁滯回線:

        鐵芯損耗:

        有效磁導率



    2017/04/27 13:41:59
    59
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長
        大家是不是覺得saber軟件超級強大,這才是第一步,通過設置靜態磁滯回線,從而得出動態磁滯回線,有效磁導率等一系列參數,接著再設置磁芯參數及繞組參數,最終便可以得到一個接近于實際參數的變壓器模型。后面將磁芯設置及繞組設置再講講,希望能幫助大家更好的理解磁學的諸多概念,從而更好的理解變壓器。
    2018/04/12 11:39:39
    102
    lhhyly
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    LV1
    士兵
    您好:靜態設置參數和你的一樣,為什么動態曲線不一樣呢?你的是直線,我的為什么還是類似于靜態曲線呢
    2017/06/10 16:39:04
    78
    shaolai_f
    電源幣:95 | 積分:0 主題帖:7 | 回復帖:31
    LV3
    排長
    你這個靜態,動態磁滯回線,鐵芯損耗在那里調出的波形?
    2017/12/20 16:57:00
    97
    ZHJXY8888
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:90
    LV4
    連長
    我找到了,
    2019/03/09 16:53:45
    119
    dapeng
    電源幣:26 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:191
    LV5
    營長
    2017/11/07 19:28:55
    94
    耶耶5555
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:2 | 回復帖:5
    LV2
    班長
    cjhk版主,能不能給一份saber軟件?我是新手,想學習一下,謝謝了18130603522@163.com
    2017/05/15 22:15:42
    77
    心如刀割[版主]
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    LV9
    軍長

    功力還是有的。

    想想我前后兩次想熟悉saber,最后都是不了了之。

    2018/04/12 16:16:45
    103
    lhhyly
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    LV1
    士兵
    您好:請問測試點的電壓在那里,我看你的計算都是準確的, 源的電壓多少,我用saber仿真一下,你這個的實際電路,變壓器端口還是有點不一樣,雖然比例還是一樣的,1:3,
    2018/07/13 11:49:00
    106
    liu137jia
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    LV1
    士兵
    1
    2017/05/02 13:32:38
    60
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        繼續更新。

        今天將saber軟件中的模擬磁芯的設置以及模擬繞組的設置講一講。

        首先是模擬磁芯的技術參數。第一步選擇如下圖標,即紅色磁芯圖標,進入模擬磁芯界面,如下圖:

        第二步設置模擬磁芯參數,包括有效磁路長度,磁芯氣隙,磁芯疊片參數(通常鐵氧體為非疊片形式,而硅鋼片采用疊片形式),磁芯形狀(方形,圓形,環形)






    2017/05/02 13:40:54
    61
    cjhk[版主]
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    軍長

        設置好模擬磁芯參數,大家可以對它進行動態磁滯回線,有效磁導率等參數進行模擬仿真,模擬磁芯的設置和靜態磁滯回線參數以及模擬繞組的設置其實是相互關聯的,三者之間不同的設置會影響磁芯諸多參數的變化,這與實際變壓器的參數已經非常近似,很強大。

        接下來講講模擬繞組的設置,第一步進入模擬繞組設置界面,如下圖所示:

        第二步設置有效繞組窗口面積,選擇window圖標,設置窗口面積對應的長度和寬度,如下圖所示:







    2017/05/02 13:45:55
    62
    cjhk[版主]
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    軍長

        第三步點擊add按鍵,設置骨架壁厚參數,繞組參數,絕緣層擋板參數等,如下圖所示,首先設置骨架壁厚參數:



    2017/05/02 13:49:22
    63
    cjhk[版主]
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    軍長

        接下來設置繞組參數,繞組參數和實際變壓器的參數一樣,涉及到很多的參數,包括匝數,線徑,漆包線形狀,絕緣板厚度等,如下圖所示:


    2017/05/02 13:52:30
    64
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        初級繞組設置完成,接下來是次級繞組設置,設置流程大同小異,直接上圖:



    2017/05/02 13:54:39
    65
    cjhk[版主]
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    軍長

        所有參數設置完成后,運行winding仿真,得到該變壓器的性能報告,如下圖所示:


    2017/05/02 13:55:34
    66
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        最后是該變壓器的模型調用,如下圖所示:

    2017/05/02 14:02:18
    67
    cjhk[版主]
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    軍長

        至此通過saber軟件仿真變壓器的設置到此結束,個人覺得這是非常強大的,對于電子工程師來說也是很有用的。很多電子工程師搞不懂變壓器設計,對變壓器的諸多參數不了解,大可以先手工計算,然后將變壓器的計算參數輸入saber軟件,通過saber軟件的模擬仿真功能進一步優化變壓器參數。

        到目前為止,我覺得saber軟件針對變壓器的仿真功能是非常強大的,我也斷斷續續的玩multisim以及simetrix,感覺在模擬電源設計方面,multisim最容易上手,而simetrix在電源動態性能分析方面速度很快,但是他們對于磁性器件的仿真將較于saber還是有很大的差距的。

        不得不說saber軟件在電源的動態仿真部分經常報錯,搞的我多次想放棄。三種仿真軟件各有其優劣,大家找最適合自己的那部分功能使用即可。

    2017/05/09 12:38:20
    68
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        今天講講磁放大器在開關電源中的用途。

        有些開關電源的輸出通常不止一組,這就涉及到電源輸出動態調整率的問題。常規的做法是將一組電源作為主輸出,反饋網絡與該組電源連接。其余幾組輸出通常采用開環控制,在其后加一級線性電源。這樣設計能確保主輸出的穩定性,同時也能確保輔助輸出的穩定度。

        針對多路輸出開關電源的交叉調整率有沒有其它的思路呢,當然有。

    2018/03/16 11:04:53
    101
    wszdxp2004
    電源幣:2 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:19
    LV2
    班長
    謝謝。。。
    2019/02/21 11:41:32
    116
    sabrina9988
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    LV7
    旅長
    頂一下
    2017/05/09 12:55:56
    69
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        另一種思路就是多輸出檢測法,什么意思呢。我們知道對于單輸出電壓通常是采用分壓電阻采樣,將采集的電壓送入補償網絡,如下圖所示:

        

    2017/05/09 13:04:54
    70
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        多輸出檢測法顧名思義就是將多路輸出電壓采樣后送入補償器,這樣可以確保每一路負載發生變化時,反饋網絡均可以實現調節,但是各路的輸出精度相對都會差一點,下圖所示為多路輸出檢測法示意圖:


    2017/05/09 13:13:58
    71
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長

        上述兩種方法是較常見的針對多輸出電壓調節的電源設計方案,第三種方法是比較少見的方法,采用的是磁放大器原理實現。如下圖所示,該圖來源于《開關電源設計》一書:


    2017/05/09 13:20:29
    72
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        實話實說,上述采用磁放大器的原理實現輸出電壓的精確控制,在項目中我并沒有真正去做過。至于前兩種方法我用的較多的是第一種方案,成熟可靠也很簡單。但這并不防礙我們去學習理解磁放大器的原理。

        現今單片機技術成熟穩定,成本也較低,磁放大器方案使用的越來越少。在電子管時代,磁放大器技術在工業及軍事領域應用非常廣泛,老式的自動火炮填彈技術就是采用的磁放大器技術。了解磁放大器技術可以讓我們更好的理解磁學技術,以及電磁學的發展歷程。

        至此這一帖算是結束了,在這一帖我只是泛泛的談了一點磁放大器的技術,如果大家感興趣可以去找找磁放大器技術的書籍,個人覺得還是比較有意思的。

        還是那句話,累并快樂著,和諸位共勉。

    2017/05/09 13:26:23
    73
    cjhk[版主]
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    LV9
    軍長

        目前正在著手運算放大器的環路計算驗證以及LLC電源的學習制作,后面會將個人的心得體會和大家分享,希望能幫助更多的朋友。

        工作中其實遇到了很多的問題,每天做的事情就是解決問題,發現問題,再解決問題,再遇到問題.............

    2017/06/25 22:08:27
    79
    徐大俠
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:10
    LV2
    班長
    期待樓主的更新,辛苦了哦。
    2017/07/04 19:38:03
    80
    cjhk[版主]
    電源幣:659 | 積分:106 主題帖:39 | 回復帖:139
    LV9
    軍長
    最近剛剛將LLC電源1拓撲及QR準諧振反激電源的原理掌握了,有時間開一帖和大家講講軟開關電源的原理。
    2017/07/19 10:42:16
    81
    qfmike
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:18 | 回復帖:46
    LV4
    連長
    樓主,LLC做出來了嗎
    2017/07/25 23:38:34
    83
    JC丶
    電源幣:123 | 積分:5 主題帖:8 | 回復帖:17
    LV3
    排長
    一直用的SABER
    2017/08/09 11:01:05
    86
    小胡子chen
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:2
    LV1
    士兵
    謝謝。目前在實習,做雙管正激多路輸出,需要磁放大器,遇到很多問題,好慌。看到你的解決問題,發現問題,再解決問題,再遇到問題的循環,頓時開闊了許多。謝謝你的分享,期待你的后續帖子
    2017/09/30 17:46:46
    91
    ZHJXY8888
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:90
    LV4
    連長
    這個帖子必須頂,最近也準備學習下,正不知道從那里下手,看你講的那么深入淺出的,對學習更有信心了
    2017/10/08 09:54:11
    92
    吾日三省吾身
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:4
    LV1
    士兵
    期待更新
    2019/03/06 10:53:06
    118
    zhuhongwei225200
    電源幣:0 | 積分:1 主題帖:6 | 回復帖:27
    LV3
    排長
    寫的還不錯,這就是磁型元器件設計的必經階段
    2017/07/25 11:16:58
    82
    hanbing0713
    電源幣:20 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:52
    LV4
    連長
    2017/07/26 08:40:42
    84
    悟今生
    電源幣:167 | 積分:6 主題帖:72 | 回復帖:67
    LV5
    營長

    sbaer軟件,從學習到入門大約多長時間?

    有這個軟件的安裝包嗎

    2017/08/09 15:07:34
    87
    yq_qin
    電源幣:3 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:2
    LV1
    士兵
    帶上瓜子飲料板凳圍觀大神!
    2017/08/15 17:11:15
    88
    parry
    電源幣:3207 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:7
    LV2
    班長
    學習
    2017/08/20 19:39:28
    89
    xiaoyao1112
    電源幣:3 | 積分:2 主題帖:5 | 回復帖:3
    LV2
    班長
    學習啦,
    2017/08/24 15:57:22
    90
    梧桐木心
    電源幣:0 | 積分:1 主題帖:13 | 回復帖:5
    LV3
    排長
    LCbeiya1.zip版主,幫我看看這個仿真,我弄幾天沒弄出來,著急了
    2017/10/20 14:51:51
    93
    ZHJXY8888
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:90
    LV4
    連長
    謝謝,學習下
    2017/12/12 15:41:10
    96
    hpu123
    電源幣:14 | 積分:4 主題帖:1 | 回復帖:6
    LV2
    班長
    學習學習 就是很容易就不收斂比較煩
    2018/02/05 10:10:35
    98
    冰糖葫蘆娃
    電源幣:208 | 積分:2 主題帖:15 | 回復帖:39
    LV5
    營長

    學習了,謝謝朋友

    2018/02/15 12:28:02
    99
    Ph_Xu
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:8
    LV2
    班長
    樓主做電源多少年了
    2018/06/20 15:37:44
    104
    又忘了
    電源幣:5 | 積分:4 主題帖:3 | 回復帖:8
    LV3
    排長

    終于可以回復了,不知道是網的問題還是什么問題。登錄電源網也費了好大勁,登錄界面點擊登錄就把我賬號密碼都清退  沒有任何密碼輸入錯誤的提示。后來還是回帖登錄上的。謝謝謝謝,對了。這個軟件啊。我前幾天裝了。安裝后打開軟件的時候出來一句英文,“could not get the license package saber_sketch”。求幫助。

    2018/07/07 20:14:47
    105
    hnqylgq
    電源幣:21 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:52
    LV4
    連長
    不錯,總結到位
    2018/07/20 08:56:48
    107
    又忘了
    電源幣:5 | 積分:4 主題帖:3 | 回復帖:8
    LV3
    排長

    安裝好了,剛剛開始學。坐下聽課

    2018/08/07 08:08:29
    108
    AGCL
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:1
    LV1
    士兵
    頂一個
    2018/08/08 09:10:03
    109
    悟今生
    電源幣:167 | 積分:6 主題帖:72 | 回復帖:67
    LV5
    營長

    后續可以考慮匯總上傳一些變壓器的仿真模型嗎,大家也可以把自己設計的放上去,這樣會總結成一個變壓器SABER模型包,

    方便大家使用

    2018/08/11 07:39:19
    110
    大圣愛妖精
    電源幣:3 | 積分:6 主題帖:6 | 回復帖:35
    LV4
    連長
    樓主,分享一下軟件的安裝包唄 731060919@qq.com 謝謝了
    2019/02/18 20:57:36
    114
    迷途小書生
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:5
    LV1
    士兵
    仁兄有安裝包么,648376768@qq.com,謝謝
    2018/08/13 21:15:58
    111
    123孫陽
    電源幣:0 | 積分:4 主題帖:1 | 回復帖:1
    LV2
    班長
    樓主能分享下安裝包嗎,18251812121@163.com,非常感謝啊!!!
    2018/08/21 16:54:27
    112
    Top丿翼
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:3 | 回復帖:4
    LV1
    士兵
    同求安裝包和破解軟件2432179808@qq.com,謝謝
    2018/08/25 12:06:00
    113
    探索者2
    電源幣:24 | 積分:0 主題帖:5 | 回復帖:48
    LV4
    連長
    學習了
    2019/02/21 11:34:56
    115
    啊意
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:7
    LV2
    班長
    樓主可以發一下saber軟件給我嗎?郵箱1754121717@qq.com                或者共享一下,謝謝樓主!
    2019/02/24 10:24:15
    117
    啊意
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:7
    LV2
    班長
    樓主,可以發一saber 軟件給我郵箱嗎1754121717@qq.com,謝謝
    2019/07/03 20:26:27
    120
    那迷途的候鳥
    電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:1
    LV1
    士兵
    樓主,可以發一saber 軟件給我郵箱嗎1576252009@qq.com,謝謝
    2019/07/06 14:52:28
    121
    zhou2013
    電源幣:20 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:230
    LV5
    營長
    還有沒第四季呀?
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