基于PSpice的升压型开关稳压电源设计和仿真

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开关电源的原创pspice仿真_分析解析

在介绍的过程中，如果对Pspice的具体操作有疑惑我们随时可以切换到Pspice界面进行
3 2009
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
----直流稳态工作点分析
TAEC已经从SSA的复杂的数学推导中得以简化在建立平均等效模型后，电容开路，电感短路，进行直流工作点分析
PARAMETERS:
Rc = 50m R = 20
d Vd DC = 0.5 AC = 1
控制的输出的交流特性分析
9
2009
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
Tea or Coffee! No! 眼睛大可不必离开屏幕双极点 ESR零点右半平面零点
我不相信！
10
2009
----Pspice还可以做的
参数扫描观察系统与某一个参数的特性蒙特卡罗分析是一种统计模拟方法，是在给定电路元器件参数容差的统计分布规律的情况下，用一组组伪随机数求得元器件参数的随机抽样序列
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
----交流特性分析
加入交流小信号严密的数学推导
8
2009
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
看下Pspice的表现？ ----需要做的仅仅是加入AC信号，设定频率扫描范围
RL 1 20m 10uH valu e={v(vc)*v(d )*R/(R+Rc)} Vg DC = 5 AC = 0 G_0 _1 valu e={i (l )*v(d)} vc C 220uF 0 Rc {Rc} R {R} L 2 E_2 _0
SWJTU

基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析

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。

基于OrCAD／Pspice电梯主板开关电源的仿真

图２
１ＯＣＤＰｐｃ的应用．ｒＡ／ｓｉｅ２
ＯＣ／ｓｉｒＡＤＰｐｃｅ的应用，是指在电路的性能已经基本满足设计功能和指标的基础上，了使得电路的某些性能更为理想，一定的约束条件为在
下，电路的某些参数进行调整，到电路的性能达到要求为止。文主对直本
予记录。
要模拟电梯主板的开关电源。实际应用中可以特种设置电阻Ｒ，７的数６Ｒ
值调整电源的输出，到设计目的。达
￣Ｍｘｕｅｚ栏：ａｉｍｓＤｓｅ设置各记录点间的时间间隔。ｍｔｉ３２软件运行．
（）１存档：点击采单栏的ｓｖｏｕｎ进行文件存档；ａｅＤｃｍｅｔ（）２启动Ｐｐｃ进行仿真并观察输出波形图；Ｓｉｅ ① 放置电压探针在Ｃｐｕａｔｒ１内选Ｐｐｅａｋｒａｇｖｌｅ窗：３Ｓｉ＼ｒ＼ｌｅｅ或ｃＭｅＶａｌｅ
１少片钢板弹簧截面形状的确定
少片钢板弹簧一般有两种结构，一种是厚度沿长度方向变化，宽而度不变；另一种是宽度沿长度方向变化，而厚度不变。目前应用较多的是宽度不变的少片变截面的钢板弹簧。从理论上讲，钢板弹簧叶片制造成等应力梁的形式，将使弹簧各处最大应力相等是最合理的，材料作用也最充分，这样钢板弹簧叶片各点的厚度沿长度方向必须做成抛物线形状，由于车辆在制动或驱动工况时，钢板弹簧主片卷耳处会承受弯曲和拉压的合成应力，因此实际上是不能使用的。要解决上述问题，则需加强卷耳末端的强度。虑到钢板弹考簧的装夹情况，一般将弹簧叶片的中间段和两端部分做成等厚。这样处理后，虽然提高了根部和端部的强度，但整个抛物线段都是高应力危险区，对材料和加工缺陷敏感性大，且抛物线形钢板弹簧制造困难，实际在使用中多用梯形变截面钢板弹簧代替。中采用的是梯形变截面钢板弹文簧，其几何形状如图１所示。

基于PSpice软件的单相Boost变换器的仿真分析.

基于PSpice软件的单相Boost变换器的仿真分析基于PSpice软件的单相Boost变换器的仿真分析类别：电源技术1引言《电力电子技术》是一门重要的专业基础课，在教学中通过分析电力电子器件的导通、关断情况来了解整流问题、斩波等电路的工作原理，是一门实践性很强的课程，该课程中有大量的波形分析内容，需要教师花费大量的时间画出变流过程的电压、电流波形图，而仅靠图形来说明问题又缺乏真实性，如果能结合实验演示，从示波器上观察各种变流电路的电压、电流波形，则对教学内容的深入理解非常又帮助。

使用电力电子电路仿真软件[1]~[3]，进行虚拟的电子电路实验就如同真实实验一样逼真、形象。

例如在虚拟电路图上修改元件值并立即显示波形（或进行变参数仿真），就如同在实际的实验台上调整可变电阻（电位器），并用示波器显示调试后的波形一样，因此在教学过程中使用电力电子电路仿真软件，将使学生在学习过程中加深对理论知识的理解和加强对实际电路工作的感性认识。

Boost斩波电路是《电力电子技术》中的一个重要组成部分，Boost变换器又称为升压型电路，是一种DC－DC变换电路，Boost变换器在开关电源领域内占有非常重要的地位，长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。

对Boost变换器的工作过程的理解、掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解，然而现有的教材及其参考书上仅仅给出了变换器在理想情况下稳态工作过程的分析，却没有涉及电路从启动到稳态工作过程之间暂态过程，这非常不利于研究人员理解电路的整个工作过程和升压原理。

本文采用PSpice仿真软件[4]，直观、详细的分析了Boost变换器由启动到达稳态的工作过程，并对其中各种现象进行了细致深入的分析，便于研究人员真正掌握Boost变换器的工作特性。

2Boost变换器及其工作原理工程中常用的升压（Boost）变换器的原理图如图1所示[5][6]，其中Vi为输入直流电源，Q为功率开关管，在外部脉冲信号的激励下工作于开关状态，Q导通，输入电流流经电感L和开关管Q，电感L 储能；开关管Q截止时，二极管D导通，直流电源Vi和电感L同时向负载R供电，输入电流经电感L、二极管D流向负载R，同时给电容C充电，电感L释放能量，在理想情况下，该电路输出电压：式中D为Boost变换器的占空比，因为占空比D<1，所以V（out）>Vi，故称升压式变换器。

基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真

ｓｔｈ－ｏｒｗｉｈｗｉｃｐｗｅｔｔｅＵＣ２４ｓｉｃｒｓｄｓｇｅｓｎｈｏｕｌＳｉｅｓｆｒｅＴｅｃｒｕｔｉａｙｔｅｕｈ８３ａｔｏｅｉｅｉｎｄｕｉｇｔｅｐｐａＰｐｃｏｔｒｗａ．ｈｉｃｉｓｅｓｏｄｂｇａｄｉｈｓｔｅａｖｎａｅｆｓａｌｐｒｔｏｎｔａｈｄａｔｇｓｏｔｂｅｏｅａｉｎ，ｈｇｅｉｉｉｎｏｏｔｉｈｒｌｌｙａｄｌｗｃｓ．ｂａｔ
Ａ
文章编号
１０７２（０２００７— ４０７— ８０２１）１— ２０
ＤｅｉｎｎｄＳｍｕｌｔｏｏｏｔ－ｗｉｃ－ｗｅｓｄｏＰＳｐｃｓｇａｉａｉｎｆＢｏｓ－Ｓｔｈ・ＰｏｒＢａｅｎｉｅ
设备中。２世纪８００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，关电源技术进入快速发展期。开Ｃｄｎｅａｅｃ旗下的ＰｐｅＳｉ是一款电路仿真软件，ｃ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。
ＡｂｔａｔＴｈｏｏｏｙｓｒｃｕｅａｄｓｍｕａｉｎｗａｅｆｔｅｂｏｔｓｔｈｐｗｅｒｎｒｄｃｄａｄａａｙｅｓｒｃｅｔｐｌｇｔｕｔｒｎｉｌｔｖｓｏｈｏｓ—ｗｉｃ — ｏｒａｅｉｔｏｕｅｎｎｌｚｄ．ｏ

实验33-基于PSPICE的电路模拟与仿真PPT课件

Xidian University
School of Microelectronics
实验内容
Xidian University
五管单元TTL门电路
School of Microelectronics
实验要求
◎编写PSPICE电路描述程序,画出待分析电路图,电路图中元件命名,节点编号,设定
器件参数,按输入电路描述语言规定,编写输入源程序。
School of Microelectronics
CMOS运算放大器电路分析程序实例
.MODEL MOD1 NMOS LEVEL=2 VTO=0.8 NSUB=1.17E16 TOX=0.08U
+CGSO=4E0-11CGDO=4E-11 CGBO=2E-10 UO=383 TPG=1 LAMBDA=0.03
◎独立源
V××××× N+ N- <<DC>流值> <AC<振幅<相位>>> <瞬态值>
I××××× N+ N- <<DC>直流值> <AC<振幅<相位>>> <瞬态值>
脉冲源:PULSE(V1 V2 TD TR TF PW PER)
正弦源:SIN(VO VA FREQ TD THETA)
Xidian University分段线性源:PWL(T1 V1 < T2 V2 ···>)
<AS=VAL> <PD=VAL> <PS=VAL> <NRD=VAL> <NRS=VAL> <OFF> <IC

BOOST 电路的PSpice仿真分析

签：无标签BOOST 电路的PSpice仿真分析BOOST 电路的PSpice仿真分析时间:2007-08-13 来源: 作者:韩彬景占荣高田点击：906 字体大小:【大中小】摘要：BOOST(升压型)电路的工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。

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。

本文应用PSpice 对BOOST 电路的全部工作过程进行了仿真，对电路中储能元件的各种工作状态进行了分析，并从能量传递角度阐述了电路状态转换的本质原因，加深了对B OOST 电路全部工作状态的理解。

1 引言BOOST 电路又称为升压型电路，是一种直流一直流变换电路，其电路结构如图1所示。

此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位，长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。

对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解，然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析，而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程，不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。

本文采用PSpice仿真分析方法，直观、详细的描述了BO OST电路由启动到达稳态的工作过程，并对其中各种现象进行了细致深入的分析，便于读者真正掌握BOOST电路的工作特性。

图1 BOOST 电路的结构2 电路的工作状态BOOST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。

其中电流连续模式的电路工作状态如图2(a)和图2(b)所示，电流断续模式的电路工作状态如图2(a)、(b)、(c)所示，两种工作模式的前两个工作状态相同，电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。

图2 BOOST 电路的工作状态3 PSpice建模分析3.1 PSpice建模PSpice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。

开关电源的原创pspice仿真_..

RL 20m Vg
0
L 1
10uH
E_2_0 2
v alue={v (v c)*v (d)*R/(R+Rc)}
G_0_1 v alue={i(l)*v (d)}
Rc {Rc} vc
C 220uF
PARAM ET ERS:
VP
VDB Rc = 50m
R = 20
R {R}
d
Vd DC = 0.5 AC = 1
如下是用Excel工具，根据数学公式计算的结果，
Vg(V) 5
RL(Ω) 0.02
L(uH)
输入输出增益 M Q
实际 Vo 控制输出增益 Kd
输入到输出的传递函
ESR 零点 Sz1 功率级双极点 ω0
直接LC 控制到输出的传递函
ESR 零点 Sz1 功率级双极点 ω0 右半平面零点 Sz2
7
2009
DC = 5 AC = 0
RL 20m Vg
0
L
1
2
10uH
G_0_1 v alue={i(l)*v (d)}
E_2_0
v alue={v (v c)*v (d)*R/(R+Rc)}
Rc {Rc}
vc
C 220uF
PARAM ET ERS:
Rc = 50m R = 20
R {R}
d
Vd DC = 0.5 AC = 1
频率
14.47 KHz 1.70 KHz
79.06 KHz
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
加入交流小信号严密的数学推导
----交流特性分析
8
2009

开关电源的pspice仿真_原创

反向推导：
27
2009
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
40
0
SEL>> -40 DB(V(R:2)) 0d DB(V(LAPLACE1:OUT))
-100d
-200d 1.0Hz P(V(R:2))
10Hz P(V(LAPLACE1:OUT))
100Hz
1.0KHz Frequency
10KHz
100KHz
1.0MHz
12
2009
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
Switch Mode Power Supply Pspice Simulations-1
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
Agenda
� TAEC 时间平均等效模型的 PSpice实现(Boost拓扑) � 电压模闭环控制分析 � 环路补偿K因子算法在PSpice中的应用 � TypeII 补偿网络 � TypeIII补偿网络 � � � � � �
� 参数扫描 ----只需在原理分析的基础上添加扫描项
40
0
-40 DB(V(R:2)) 0d
-100d
SEL>> -200d 1.0Hz P(V(R:2))
10Hz
100Hz
1.0KHz Frequency
10KHz
100KHz
1.0MHz
15
2009
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
控制到输出的传递函 7 2009 ESR 零点 Sz1 功率级双极点 ω0 右半平面零点 Sz2
SWJTU

开关电源电路的PSPICE仿真

[ 3] [ 1] , [ 2]
并通过变换技术制成的高频开关式直流稳压电源。它的形式有很多种, 其中尤以脉冲宽度调制型 ( PWM) 最为盛行。近年来, 开关电源的分析、研究和设计已广泛采用计算机仿真技术。电路设计采用计算机仿真技术对不同的设计方案迅速地进行模拟分析, 并在电路形式确定以后, 对电路的元件参数进行灵敏度分析和容差分析, 从而优化元件参数, 保证设计质量。使用该技术可以在制作实际电路之前先建立一个模拟的实验环境 , 根据预先建立的电路模型构造出系统的仿真模型 , 然后对系统进行稳态、动态特性分析, 寻求满足设计性能要求的元件参数, 优化系统的设计方案, 减少开发过程的盲目性、复杂性 , 缩短开发周期 , 降低设计成本。
33
件采用 NM OS 场效应管。
图 1 全桥式逆变电源主电路原理图
2. 2 仿真程序该全桥式逆变电源的 PSPICE 仿真程序如下
[ 4]
. model ifx nmos( LEV EL = 2 V T O = 0. 7 L AM BDA = 0. 02 PB= 82 T OX= 2. 5e- 8 N SU B= 6E14 T PG= 1+ X J= 4E- 7 IS = 1E- 15 CJ= 4E- 4 RD= 20 RS= 20 R G = 15 LD= 0. 2U WD = 0. 2U CBD= 10f CBS= 10f + U O = 700 U CRI T= 6E4 U - EXP = 0. 2 U T RA = 0. 3 XM AX = 5E4 NF S= 1E- 10) . tran In. 01s uic . P ROBE . EN D
2. 3 仿真结果仿真结果见图 2 。

开关电源Pspice仿真技巧及收敛性问题

开关电源Pspice仿真技巧及收敛性问题摘要：本文主要讲述了开关电源的Pspice仿真中，速度与精度的权衡，收敛性问题的常规解决方法。

收敛性问题快速解决办法目前最最快速的办法，就是用16.0以上的版本，有自动收敛功能，能解决至少95%以上的收敛性问题。

但对于原理，还是要需要了解下面一些知识。

在做开关电源仿真时，经常会遇到收敛性的问题。

我也在其中遇到各种各样的收敛性问题，根据我的经验和前辈的传授，下面我对这个问题进行一个说明。

如果在仿真时遇到收敛性问题，快速解决办法如下：设置.OPTION设置里的一些选项。

_ ABSTOL = 0.01μ (Default=1p)_ VNTOL = 10μ (Default=1μ)_ GMIN = 0.1n (Default=1p)_ RELTOL = 0.05 (Default=0.001)_ ITL4 = 500 (Default=10)这些设置可以解决大多收敛性问题，当然如果电路中的错误，它是解决不了的。

如果模型不够精确，上面的设置需要实时调整才能得到想要的结果。

开关仿真中速度与精度的权衡开关仿真就是仿真时有很多重复的周期性的上升下降信号的仿真，比如开关电源的仿真。

在这种仿真中，需要丢弃一些仿真时间点，不然仿真将会非常慢。

而尽管如此，开关电源的仿真还是非常慢。

这种仿真中，pspice的时间步长会在一个很大的步长范围内波动。

这个波动范围主要由一些设置限定，比如RELTOL,ABSTOL,VNTOL等。

因为它是线性迭代算法，为了在信号的上升沿和下降沿得到限定精度范围内的值，在沿处理时，它需要提高步长细度，否则难以得到限定的仿真精度。

因为一般可信的仿真精度是不可能有太大的误差的。

为解决这种问题，通常可以通过设置TRTOL=25(DEFAULT 7),和TMAX，将时间步长限定在开关周期的1/10到1/100之间。

这样做基本可以提高一倍的仿真速度。

当然精度应该在可接受范围内。

基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析

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。

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V o=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。

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。

BOOST电路的PSpice仿真分析与设计

BOOST电路的PSpice仿真分析与设计
BOOST 又称为升压型电路，是一种直流向来流变换电路，其电路结构1所示。

此电路在领域内占有十分重要的地位，长久以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。

对它工作过程的理解把握关系到对囫囵开关电源领域各种电路工作过程的理解，然而现有的书本上仅仅给出电路在抱负状况下稳态工作过程的分析，而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程，不利于读者理解电路的囫囵工作过程和升压原理。

本文采纳PSpice分析办法，直观、具体的描述了BOOST电路由启动到达稳态的工作过程，并对其中各种现象举行了细致深化的分析，便于读者真正把握BOOST电路的工作特性。

图1 BOOST 电路的结构
2 电路的工作状态
BOOST 电路的工作模式分为延续工作模式和电感电流断续工作模式。

其中电流延续模式的电路工作状态2(a)和图2(b)所示，电流断续模式的电路工作状态2(a)、(b)、(c)所示，两种工作模式的前两个工作状态相同，电流断续型模式比电流延续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。

图2 BOOST 电路的工作状态
3 PSpice建模分析
3.1 PSpice建模
PSpice是一种功能强大的和数字电路混合仿真软件，它可以举行各式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举行仿真，均可以得到精确的仿真结果。

本文应用基于PSpice的OrCAD9.2软件对BOOST电路建模，模型3所示，其中采纳N 沟道的MOS管IRF640作为开关管，并用一个工作频率为40K 占空比为40％的脉冲源VG控制MOS管的通断来仿真图2中开关S的通断过程，Rs为
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