摘 要：新的電子器件不斷涌現，當需要新器件的模型進行仿真或制作印制電路板時，原有的Multisim元器件庫就不能滿足用戶的需求，需建立與編輯新元器件。介紹利用Maxim公司高亮LED驅動器MAXl6823的Spice模型在Multisim 8中建立MAXl6823新元器件的方法；并以555定時器及MAXl6823驅動器組成的脈寬調制高亮度LED驅動電路為例，通過設置高亮LED參數，以及調節電阻RP即改變555定時器輸出方波信號的占空比等對電路進行仿真分析，驗證了所建立的MAXl6823新元器件的功能是正確的。結果表明利用該方法可以快速、高效地在Multisim中建立新元器件。
關鍵詞：Multisim 8；脈寬調制；MAXl6823；LED驅動器
0 引 言
仿真軟件Multisim 8的元器件庫有數千種電路元器件及模塊可供實驗選用。但隨著電子技術的飛速發展，元器件廠家的新產品不斷涌現，而原有的Multisim元器件庫不能滿足用戶的需求，這就需要對新元器件進行Spice模型的編輯，如果利用元器件廠家已在其網站上公布的相應器件的仿真模型，這樣就可快速地在：Multisim 8軟件中建立新元件。美國Maxim(美信)公司在其網站http：／／www．maxim-ic．com．cn／tools／Spice提供了模擬開關和多路復用器、比較器、電流檢測／儀表放大器、高頻／光纖通信產品、LED Drivers、運算放大器、電源和電池管理等大量元器件的Spice模型。下面以Maxim公司的高壓、3通道、高亮度LED驅動器MAXl6823為例，說明利用Multisim仿真軟件在其元器件庫建立MAxl6823新元件及對電路進行仿真分析的方法。
l MAXl6823新元器件的建立
進入美國Maxim(美信)公司的網站，打開LED驅動器MAXl6823的宏模型文件MAXl6823．LIB，將其另存為文本文件格式(*．txt)，如MAXl6823．txt，這就得到了MAXl6823的Spice模型文件。進入Multi-sire 8主菜單，選擇Tools，／Component wizard，出現元器件編輯對話框，創建一個新的元器件共需8個步驟。其中的第6步應在元器件編輯器中選擇仿真模型對話框中的“Load from File”按鈕，并將MAXl6823．txt文件載入；第7步應將元器件原理圖符號引腳與元器件仿真模型引腳進行映射，這樣在仿真時就可實現其預定的電路功能，最后將編輯的元器件存放于“User”庫中。元器件編輯器的詳細使用方法請參考Multisim 8主菜單的“Help”。
2 脈寬調制高亮度LED驅動電路的仿真分析
2．1 高亮度發光二極管
高亮度發光二極管(High-Brightness LED)是指其發光強度可達幾百至上千med(毫坎德拉)。一般小功率LED的最大工作電流僅30～70 mA，LED的發光強度與其工作電流IF成正比，超過最大工作電流則會過流而燒壞。
下面介紹的日亞化學工業株式會社(網址http：／／www．nichia．corn，／cn／product／index．html)生產的NS-SWl00DT(白色)、NSSRl00BT(紅色)、NSSGl00BT(綠色)和NSSBl00BT(藍色)等LED產品，它們均是表面實裝型發光二極管(SMD Type LED)，其主要性能見表1。
MAXl6823非常適合要求高電壓輸入的汽車應用，并能承受高達45 V的拋負載電壓。其主要應用領域為：建筑、工業及環境照明，汽車組合尾燈(RCL)和霧燈，儀表盤指示燈，LCD背光照明，汽車緊急事件報警燈，光生物反應器及道口警示燈等。
2．3 脈寬調制高亮度LED驅動電路的仿真分析
利用MuItisim 8進行仿真時，從元器件庫中選擇所需的器件拖放到工作區，拖動引腳可進行連線操作。圖2是由555定時器及MAXl6823驅動器組成的脈寬調制LED驅動電路。圖2左半部分是由555定時器組成的輸出脈沖寬度可調(即占空比可調)的方波發生器電路；右半部分是由LED驅動器MAXl6823組成的LED驅動電路。
2．3．1 555定時器組成的占空比可調的方波發生器
按照圖2搭建好電路，LMC555CH與R4，R5，RP，D1，D2，C4組成無穩態多諧振蕩器，通過調節RP使第3腳輸出占空比可調的方波信號，D1，D2使電容C4的充電和放電電流流經不同的路徑，充電電流只流經R4和RP左，放電電流只流經R5和RP右，因此電容C4的充電時間T1和放電時間T2分別為：T1=0．693(R4+RP左)C4，T2=0．693(R5+RP右)C4，方波周期：T=T1+T2=0．693(R4+R5+RP)C4=O．693(6．8+6．8+100)×103×O．033×10-5=2．6×10-3 s，與RP的調節無關，方波頻率f=1／T=385 Hz，通過調節Rp可改變輸出方波信號的占空比D=T1／T=(R4+Rp左)／(R4+R5+RP)。
2．3．2 脈寬調制高亮度LED驅動電路的仿真分析
圖2中R1，R2，R3分別是3個輸出通道的檢測電阻。MAXl6823采用檢測電阻設置各通道的輸出電流，給輸出電流期望值所需的檢測電阻可用下面的公式計算：Rcs=Vcs／IOUT
式中：Vcs為203 mV；IOUT=ILED(平均電流)；ILED與PWM的占空比D有關，ILED=IFpeakD(IFpeak為脈沖電流幅值)。若D=100％時，ILED=IF=20 mA，可計算出R1=R2=R3=Rcs=203 mV／20 mA=10．15 Ω。將LEDl，LED4，LED7的參數設置為與NSSBl00BT(藍色)的參數相同；將LED2，LED5，LED8的參數設置為與NSSRl00BT(紅色)的參數相同；將LED3，LED6，LED9的參數設置為與NSSG100BT(綠色)的參數相同。按動Multisim 8的仿真開關，圖2中右邊的紅、綠、藍發光二極管會發亮、熄滅、再發亮、再熄滅，其亮、滅時間的長短隨LMC555CH第3腳輸出方波信號的占空比的變化而變化。通過按鍵盤上的A鍵或Shift+A鍵可調節RP的大小，從而改變輸出方波信號的占空比。再用Multisim 8仿真示波器檢測MAXl6823任一輸出端的脈沖信號波形，可知其峰值電壓為9．203 V，即VFB+VFR+VFG+Vcs=3．6+1．9+3．5+O．203=9．203 V，與設置值相符。這均說明所建立的MAXl6823新元器件的電路功能是正確的。
3 結 語
從以上實例可以看出，利用Multisim 8仿真軟件可以方便地建立新元器件以及各種設計電路，并可通過改變元器件的參數等對電路性能指標進行仿真分析以滿足設計需要。
