設計電源轉換器時，仿真模型可用于幫助權衡多種設計標準。有源器件的基于開關的簡單模型用于快速仿真，從而獲得更多的工程見解。然而，簡單的設備模型不會像詳細的制造商設備模型那樣在設計中調用相同的置信水平。
　　設計問題
　　在電力轉換器的開發(fā)過程中，通常在概念和可行性研究期間使用數(shù)值模擬。仿真模型需要包括模擬電路和相應的數(shù)字控制器。模型可以幫助回答的設計問題的示例包括：
　　應使用哪種拓撲？
　　對于給定的拓撲，可以實現(xiàn)什么性能？
　　應使用什么 PWM 開關頻率？
　　無源元件需要什么值和額定值？
　　應該使用什么樣的電源開關？
　　類型（如 MOSFET、IGBT 或 BJT）？
　　技術和額定電壓（如英飛凌的 OptiMOS 或 CoolMOS）和材料（如 Si、SiC 或 GaN）？
　　對柵極驅動器電路有哪些要求，包括所需的死區(qū)時間？
　　，根據(jù)之前的評估：
　　可以估計系統(tǒng)效率和部件損耗，隨后可以開發(fā)合適的冷卻系統(tǒng)
　　可以研究系統(tǒng)效率與電磁兼容性的權衡。開關損耗和 EMI 均取決于開關頻率和電源開關壓擺率。
　　SPICE 仿真工具是電路設計人員的解決方案。然而，所描述的設計步驟取決于能否在合理的時間內模擬電源轉換器。 Simscape Electrical 等電路仿真工具具有簡單的器件模型，這些模型本質上是理想的開關，加上列表中的開關損耗，可以滿足這種高效的仿真需求。此外，與 Simulink 的緊密集成意味著數(shù)字控制器也包含在仿真中，無需進行聯(lián)合仿真。然而，理想的開關假設為后續(xù)專注于確定效率和微調設計的設計步驟帶來了一些不確定性。這種不確定性可以通過使用組件制造商開發(fā)的詳細 SPICE 器件模型來解決。本文定義了一個流程，可以快速探索設計空間，同時還可以利用詳細的代工廠 SPICE 組件模型。該過程的是利用具有不同保真度級別的多個模型，將模型與要回答的具體設計問題相匹配。同樣重要的是使用低保真度水平來預初始化詳細的仿真模型，從而減少初始化時間。
　　降壓轉換器設計示例
　　本文以圖 1 所示的 48V/12V DC/DC 降壓轉換器為例。降壓轉換器將輸入電壓 (V_IN) 降壓至較低電平的輸出電壓 (V_OUT)，表征其行為的主方程由下式給出：

　　公式1　d=V_OUTV_IN\右箭頭V_OUT=d?V_IN　

　其中 d 代表高端電源開關 (HS_SW) 的占空比。低側電源開關 (LS_SW) 的占空比由 d' 給出，定義如下：

　　公式2

　　d' = 1  d

　　圖 1. 降壓 (Step-Down) DC/DC 電源轉換器的結構。
　　根據(jù)參考電壓 (V_ref) 和測量的輸出電壓 (V_meas)，離散時間比例積分電壓控制器計算所需的占空比 (d)。