开关电源的pspice仿真_原创
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基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真20世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭开发了开关电源。
在半个多世纪的发展过程中,开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代由传统技术设计制造的连续工作的线性电源,并广泛用于电子、电气设备中。
20世纪80年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成了计算机的电源换代。
20世纪90年代,开关电源在电子、电气设备以及家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期。
Cadence旗下的PSpice是一款电路仿真软件,能够对复杂的模数混合电路进行仿真,而且开关电源也不例外。
1升压变换器拓扑结构升压变换器属于间接能量传输变换器。
供电过程包含能量的存储和释放两方面。
如图1所示,Vclock是脉冲信号源,提供PWM电压,用以功率开关S1的导通与截止。
Rsense为电流取样电阻,Resr为电容的等效串联电阻。
在开关S1导通期间,二极管D1截止,电感储存能量,输出电容单独为负载提供电能。
在开关S1断开期间,二极管D1导通,储存了能量的电感与输入电源串联,为输出提供电能,其中一部分转移到电容C1里。
1.1工作于CCM条件下的升压变换器波形对图1所示电路,借助PSpice进行仿真,获得如图2所示的波形图。
这是典型的电感电流连续导通模式(CCM)。
图1基础升压变压器结构电路图2工作于CCM条件下的Boost变换器波形曲线①代表PWM波形,用于触发功率开关导通或断开。
当开关S1导通时,公共点SW/D电压几乎降到0.相反,当开关S1断开时,公共点SW/D电压增加为输出电压和二极管的正向压降之和,如曲线②所示。
曲线③描述了电感两端电压的变化。
高电平期间,电感左侧电压为Vin,右侧几乎为0,对应功率开关导通;而低电平期间,电感左侧电压仍为Vin,而右侧突变为Vout,因为功率开关截止,同时二极管导通,此时对应电感电压为负值,这就意味着输出电压大于输入电压。
基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析现代生活中电源的应用十分广泛,大部分的电子、电气设备,都必须有电源给其提供能量,它才能工作。
因此电源是所有电子设备必不可少的组成部分,电源的产生,使电子轻工业,特别是电子计算机、家用电器、实验仪器仪表等现代社会生活中必不可少的组成部分得到了快速发展,并促进了人类生活方式的变革。
本文将简要设计并分析一种线性直流稳压电源的设计原理、工作原理及参数计算仿真结果,并给出其技术指标。
一、直流稳压电源设计要求1.输出电压Vo=6~12V连续可调2.纹波电压﹤=10mV一、概述本题所设计的直流稳压电源根据其技术指标设定,该电源可用作实验用电压源或生活中的充电及收音机、录音机的电源;该电源制作成本低,效果好稳定性高,且带有安全保护装置。
缺点就是体积较大、笨重,不便于携带。
但从总的方面来说,利大于弊,我们把它用在该用的地方,就能发挥它应有的作用,更好的为我们服务。
随着电子计算机技术的发展,计算机辅助设计已经逐渐进入电子设计的领域。
模拟电路中的电路分析、数字电路中的逻辑模拟,甚至是印制电路板、集成电路版图等等都开始采用计算机辅助工具来加快设计效率,提高设计成功率。
而大规模集成电路的发展,使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求,所以采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行。
同时,微机以及适合于微机系统的电子设计自动化软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计的速度和质量的不可缺少的重要工具。
在电路设计工作方面,最初使用的是Protel公司DOS版本的Tango软件,在当时这一软件被看作是多么的先进,因为在这以前没有人能像电脑那样快速、准确的画出电路图,制出电路板。
如今,随着Windows95/98及NT操作系统的出现,一些更方便、快捷的电路设计软件应运而生。
如:Tango、Protel、OrCAD、PSpice、Electronics Workbench、VeriBest、PAD2000等。
在Pspice中Setpoints对反激式开关电源仿真的影响在Pspice软件模拟中,搭建反激式开关变压器芯片控制回路的模型时,即使仿真模型没有问题,完全与实际器件参数一致,运行仿真也会出现结果不收敛或无法运行等现象。
本文以建立一款典型小功率开关芯片STRL472模型为例,说明Setpoints初始条件设定对实际仿真带来的影响。
标签:Pspice;Setpoints初期条件;STRL472;仿真;IC值;1 引言PSpice是一个电路通用分析程序,是EDA中的重要组成部分,它的主要任务是对电路进行模拟和仿真。
在电路系统仿真方面,PSPICE可以说独具特色,是其他软件无法比拟的,它是一个多功能的电路模拟试验平台,PSPICE软件由于收敛性好,适于做系统及电路级仿真,具有快速、准确的仿真能力[1]。
STR-L400系列内藏了功率MOSFET 和控制电路,应用于反激式开关电源。
适用于小功率的准共振电源。
该IC 可应用于准共振和低频PRC动作。
外部元器件较少,可以简化电路设计,从而实现电源的小型化和标准化[2]。
本文以建立STRL472的模型为例,说明Setpoints初期条件的[IC]值设定对实际仿真带来的影响。
2 STRL472电路的仿真建模2.1 STRL472内部电路建模;STR-L400系类芯片采用了Bottom-Skip 准共振控制技术,以噪声小,效率高的优点被广泛的使用在A V 等家用电器上[3]。
其内部动作逻辑是通过简单的外部匹配元件与内部的两个RS触发器、比较器、MOSFET驱动电路、组成了基本的电流环控制模式。
4结束语从模拟的结果来看,开关动作与芯片理论一致。
在Pspice中,有效的建立了STRL472芯片的模型。
由于对电流中关键偏执点的IC值做了有效的调整。
缩短了实际的模拟时间,[time]=[2ms-4ms]的实际仿真时间在5mins左右,仿真模型收敛性较好。
通过仿真我们发现,在Pspice中,Setpoints的初期条件[IC]值的设定是影响仿真收敛的主要因素之一。
开关电源Boost变换器与Pspice仿真软件的结合应用韩春娟;李凤丽【摘要】由于Boost变换器是一个非线性时变系统,用解析方法进行动态分析较为复杂,所以采用了状态空间平均法建立了主电路的小信号模型.采用Pspice仿真分析方法,对Boost电路的工作过程和升压原理进行了详细的分析,给出了直观易懂的计算机仿真结果,验证分析的正确性,对深入理解Boost电路有极大的促进作用.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2011(049)006【总页数】2页(P79-80)【关键词】Boost变换器;Pspice仿真软件;开关电源;仿真电路【作者】韩春娟;李凤丽【作者单位】东北石油大学秦皇岛分院电气信息工程系,河北秦皇岛066004;东北石油大学秦皇岛分院电气信息工程系,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TN6241 引言Boost变换器是直流—直流变换器。
它可以将输入低电压转换成所要求的高电压,因此又称为升压变换器。
Pspice是一款功能强大的电路仿真软件,可对各种模拟和数字电路进行仿真,仿真结果十分接近电路的真实状态。
所以应用Pspice对Boost电路的全部工作进行仿真,对电路的动态响应特性和稳定性进行分析。
加深了对Boost的工作状态的理解,也是Boost变换器与Pspice电路仿真软件的完美结合。
2 Pspice仿真软件的特点Pspice是当今世界流行的电路分析软件之一,是一种功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真软件,它可以进行各种各样的电路仿真并给出波形输出和数据输出,无论对哪种器件和哪种电路进行仿真,均可以得到精确的仿真结果。
其仿真结果非常接近实际电路分析和设计环境。
2.1 主要分析功能(1)直流分析,包括电路的静态工作点分析,直流小信号传递函数分析,直流扫描分析,直流小信号分析。
(2)交流小信号分析。
包括频率响应分析和噪声分析。
(3)瞬态分析。
包括电路对不同信号的瞬态响应,时域波形经过快速傅立叶变换后,得到频谱图。
巴索模型做开关电源小信号仿真
利用pspice 仿真,小信号模型来自巴索的开关电源spice 仿真与实用设计
的资料,小信号模型采用spice 语句编写。
下面是按他的电路搭的测试电路
电路图的网表文件,里面包含了巴索的PWMswitchModel(自己在pspice 生成
的网表后面粘贴进去的)。
进行交流仿真,从0.0001HZ 仿到200KHZ,(PWMCCMVM 中的开关频率不
知道是多少,应该是100KHZ,没发现在哪里改),以下是得到的增益相位图,难道是因为电路是闭环的?
于是断开回路,用偏置来代替反馈回路达到的静态工作点,如图所示
得到增益相位曲线如下图,相对来说更不那么离谱一些,但还是很离谱,因为低频增益为0dB,而且我改过很多次ac 源的偏置(也就是改变占空比D),但是低频增益都始终为0dB,这好像和手动计算的小信号模型推导出来的控制增益很不一样(虽然我还没推导,但是感觉就应该不一样,静态D 不一样,增益应该是有变化的吧)
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