开关电源的原创pspice仿真_分析解析

合集下载

基于PSpice的开关电源设计与仿真_

开关电源是一种高效率的电源系统，能将输入电压转换为稳定的输出

电压。它由不同的电子元件和模块组成，如开关管、反馈控制电路、滤波

电容等。为了确保开关电源的性能，设计和仿真是非常重要的步骤。在本

文中，我们将介绍如何使用PSpice进行开关电源的设计和仿真。

首先，我们需要了解开关电源的基本原理和要求。开关电源通常由一

个开关管和一个输出滤波电容组成。通过周期性地开关开关管，可以实现

输入电压的转换。为了达到稳定的输出电压，需要反馈控制电路来监测输

出电压，并根据需要调节开关管的开关频率和占空比。

在设计开关电源之前，需要确定以下参数：

1.输入电压范围：开关电源能够接受的输入电压范围。

2.输出电压：需要得到的稳定输出电压。

3.输出电流：需要保持的输出电流水平。

4.开关频率：开关管的开关频率。

5.开关管和输出滤波电容的评估：选择适合的开关管和输出滤波电容。

6.反馈控制电路：确定适当的反馈控制电路。

接下来，我们将使用PSpice进行开关电源的设计和仿真。

2.设计反馈控制电路并将其与开关电源原理图连接。可以选择使用比

较器、反馈电阻等。

3.设置合适的仿真参数，例如输入电压范围、输出电压、输出电流等。

4.运行仿真，观察开关电源的性能。可以检查输出电压是否稳定，开关管和滤波电容的工作状态等。

在仿真过程中，您可以通过修改参数和测试不同的设计选择，以获得最佳的开关电源性能。还可以进行波形分析和参数优化，以确保开关电源在各种工作条件下都能正常工作。

总结起来，基于PSpice的开关电源设计和仿真是一项重要任务。通过使用PSpice软件，我们可以在设计和测试阶段进行快速和准确的电路仿真。这有助于我们更好地理解和优化开关电源的性能，并确保其在实际应用中能够稳定工作。

开关电源电路的PSPICE仿真

马宁;陈莉

【期刊名称】《计算机与数字工程》

【年(卷),期】2005(33)11

【摘要】采用通用电路分析软件PSPICE在保证模拟电路精度的情况下建立实时电路仿真模型,进而对开关电源闭环控制系统进行计算机仿真分析.为应用PSPICE 软件对电力电子电路进行计算机仿真提供了参考.

【总页数】3页(P32-33,44)

【作者】马宁;陈莉

【作者单位】华中科技大学电信系,武汉,430074;空军雷达学院,武汉,430019【正文语种】中文

【中图分类】TN7

【相关文献】

1.移相全桥ZVS倍流整流电路的PSpice仿真研究 [J], 王海涛;张一鸣;高俊侠;李佳鹏

2.基于频率响应分析法的变压器绕组变形PSpice仿真研究 [J], 白添凯; 赵荣普; 陈欣; 杨敏

3.大功率超声波发生器的Pspice仿真研究 [J], 王光旭;任娟慧

4.PSpice仿真技术在电子电路设计中的运用 [J], 孙水生;喻小平

5.面向中低速磁浮列车IGBT开关损耗的PSpice仿真研究 [J], 杨清;王连春;迟振祥

因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

Pspice教程

1 PSPICE软件的简介与使⽤

1.1 PSPICE的发展与现状

根据实际电路（或系统）建⽴模型，通过对模型的计算机分析、研究和试验以达到研制和开发实际电路（或系统）的⽬的，这⼀过程，称为计算机仿真（Simulation）的⾼效、⾼精度、⾼经济性和⾼可靠性，因此倍受业界喜爱。在设计或分析各类开关电源时,计算机仿真起了重要的作⽤。数字仿真⼿段可⽤以检验设计的系统是否满⾜性能要求。应⽤数字仿真可以减少电路实验的⼯作,与电路实验相⽐,计算机仿真所需时间要少得多,并可以更全⾯、更完整地进⾏,以期改进设计质量。⽬前流⾏的许多著名软件如PSpice、Icape等，它们各⾃都有其本⾝的特点。⽽随着Windows的全⾯普及，PSpice推出了Windows版本，⽤户不⽤象DOS版那样输⼊数据⽹表⽂件，⽽是图形化，只需选择相应的元器件的图标代号，然后使⽤线连接就可以⾃动⽣成数据⽹表⽂件，整个过程变得直观简单。因此它已⼴泛应⽤于电⼒电⼦电路（或系统）的分析中。

⽤于模拟电路仿真的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州⼤学伯克利分校的计算机辅助设计⼩组利⽤FORTRAN语⾔开发⽽成，主要⽤于⼤规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE 的正式实⽤版SPICE 2G在1975年正式推出，但是该程序的运⾏环境⾄少为⼩型机。1985年，加州⼤学伯克利分校⽤C语⾔对SPICE软件进⾏了改写，1988年SPICE被定为美国国家⼯业标准。与此同时，各种以SPICE为核⼼的商⽤模拟电路仿真软件，在SPICE的基础上做了⼤量实⽤化⼯作，从⽽使SPICE成为最为流⾏的电⼦电路仿真软件。

基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真

法。借助仿真软件ＰｐｅＳｉ设计了一款以Ｕ２４ｃＣ８３为核心的升压开关稳压电源。整个电路易调试、工作稳定、高可靠性、
成本低。关键词Ｐｐｃ软件；升压变换器；开关电源；Ｕ２４ＳｉｅＣ８３
中图分类号
Ｔ３３３Ｆ０．
文献标识码
’
ＴＡＮＧｅｂｎ，Ｗｉｉ
Baidu Nhomakorabea
（．ｒｄａｃｏｌｉｉｎｅｉ，Ｘ’ １０１ｈａ１ＧａｕｔＳｈｏ，ＸｄａＵｉｒｔｅｎｖｓｙｉｎ７０７，Ｃｉ；ａｎ
２Ｄｐ．ｆｈｓｓ．ｅｔｏＰｙｉ＆Ｅｅｔｎｎｒａｏｎｉｅｒｇｈｎｌｎｅｉ，Ｓａｇｏ７６０，Ｃｉ）ｃｌｒｉＩｆｍｔｎＥｇｅｎ，ＳａｇｏＵｉｒｔｈｎｌ２００ｈａｃｏｃｏｉｎｉｕｖｓｙｕｎ
Ａ
文章编号
１０７２（０２００７— ４０７— ８０２１）１— ２０
ＤｅｉｎｎｄＳｍｕｌｔｏｏｏｔ－ｗｉｃ－ｗｅｓｄｏＰＳｐｃｓｇａｉａｉｎｆＢｏｓ－Ｓｔｈ・ＰｏｒＢａｅｎｉｅ
ＴｅｕｓａｙｈａｔｓｃｆｈＷＭｃｃｌｏｅｓｒｓｎｄａｄｉｌｔｎｉｇｅ．ＡｃｍｏｌｕｅｏｓｈｎｔｄａｃｒｔｅｅｃｒｅｉｏｔＰｉｕａｍｄｅｅｔｎｓｏｉｖｎｏｍｎｙｓｄｂｏｔｉｒｒｉｐｅｔｓｕｏｓｉ－

开关电源输入EMI滤波器设计与Pspice仿真

于工频电流的整流波形和开关操作波形。这些波形的电流泄漏到输入部位

就成为传导噪声和辐射噪声，泄漏到输出部位就形成了波纹问题。考虑到电磁

兼容性的有关要求，应采用EMI电源滤波器来抑制开关电源上的干扰。文中主

要研究的是开关电源输入端的EMI滤波器。

2EMI滤波器的结构

开关电源输入端采用的EMI滤波器是一种双向滤波器，是由电容和电感

构成的低通滤波器，既能抑制从交流电源线上引入的外部电磁干扰，还可以避

免本身设备向外部发出噪声干扰。开关电源的干扰分为差模干扰和共模干扰，

在线路中的传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。差模干扰是火线与

零线之间产生的干扰，共模干扰是火线或零线与地线之间产生的干扰。抑制差

模干扰信号和共模干扰信号普遍有效的方法就是在开关电源输入电路中加装电

磁干扰滤波器。EMI滤波器的电路结构包括共模扼流圈(共模电感)L，差模电容

Cx和共模电容Cy。共模扼流圈是在一个磁环(闭磁路)的上下两个半环上，分

别绕制相同匝数但绕向相反的线圈。两个线圈的磁通方向一致，共模干扰出现时，总电感迅速增大产生很大的感抗，从而可以抑制共模干扰，而对差模干扰

不起作用。为了更好地抑制共模噪声，共模扼流圈应选用磁导率高，高频性能

好的磁芯。共模扼流圈的电感值与额定电流有关。差模电容Cx通常选用金属

膜电容，取值范围一般在0．1～1μF。Cy用于抑制较高频率的共模干扰信号，

取值范围一般为2200～6800pF。常选用自谐振频率较高的陶瓷电容。由于接地，共模电容Cy上会产生漏电流Ii-d。因为漏电流会对人体安全造成伤害，所以漏

Buck电路的PSPICE仿真分析

图１１ｂｕｃｋ电路的工作过程当ＳＷ１开关闭合时，直流电源ＶＩＮ通过电感Ｌ１向负载ＲＬ供电，同时给Ｃ１冲电，（ＩＬ１）线性增长，此时二极管Ｄ１处于截止状态。当ＳＷ１开关断开时，二极管Ｄ１导通，（ＩＬ１）经Ｌ１、ＲＬ、Ｄ１构成的回路流通，（ＩＬ１）线性减小。通过ＳＷ１的通断重复操作，最终电路达到一个稳定状态。有了以上部件，我们怎么精确控制输出电压呢？我们通过脉冲信号源即图中的ＶＣＴＲＬ来驱动ＳＷ１。２ＰＳＰＩＣＥ仿真分析应用ＰＳＰＩＣＥ软件对ＢＵＣＫ电路建模，其中ＳＷ１采用Ｎ沟道的ＭＯＳ管作为开关管，ＶＣＴＲＬ为（Ｖ１＝０，Ｖ２＝５Ｖ，ＴＤ＝０ｕｓ，ＴＲ＝０．０１ｕｓ，ＴＦ＝０．０１ｕｓ，ＰＷ＝５ｕｓ，ＰＥＲ＝２０ｕｓ）的脉冲信号源。Ｃ１＝２５ｕＦ，Ｌ１＝５０ｕＨ，ｖｉｎ＝２０Ｖ，ＲＬ＝５Ω。仿真文件如下所列：ＢＵＣＫ＿ＢＡＳＩＣ．ＣＩＲ－ＢＡＳＩＣＢＵＣＫＣＯＮ－ＶＥＲＴＥＲ＊ＳＷＩＴＣＨＤＲＩＶＥＲＶＣＴＲＬ１００ＰＵＬＳＥ（０Ｖ５Ｖ００．０１ＵＳ０．０１ＵＳ５ＵＳ２０ＵＳ）Ｒ１０１００１ＭＥＧ＊ＩＮＰＵＴＶＯＬＴＡＧＥＶＩＮ１０ＤＣ２０＊ＣＯＮＶＥＲＴＥＲＳＷ１１２１００ＳＷＤ１０２ＤＳＣＨＬ１２３５０ＵＨＣ１３０２５ＵＦ＊ＬＯＡＤＲＬ３０５．ＭＯＤＥＬＳＷＶＳＷＩＴＣＨ（ＶＯＮ＝５Ｖ

2024版《PSpice使用教程》课件

《PSpice使用教程》课件

•引言

•PSpice基础操作

•电路元件与模型库

•仿真设置与运行分析目

•高级功能应用

•故障排查与问题解决录

引言

它能够对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析等，并输出相应的电压、电流等波形图。

PSpice 广泛应用于电子工程、通信工程、自动化控制等领域。

PSpice是一款电子电路仿真软件，全称为Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis。PSpice简介

模拟电路设计和分析

数字电路设计和验证

混合信号电路仿真电源电路设计和优化

PSpice应用领域

本课件旨在帮助学习者掌握PSpice软件的使用方法，提高电子电路设计和分析能力。

课件结构

本课件包括引言、基础知识、电路仿真实践、高级应用和结论等部分，其中引言部分介绍PSpice软件的基本概念、应用领域和课件目的；基础知识部分介绍电路仿真所需的基本理论和PSpice软件的基本操作；电路仿真实践部分通过实例演示PSpice软件的使用方法；高级应用部分介绍PSpice 软件在复杂电路设计中的应用；结论部分总结本课件的主要内容和学习成果。

课件目的

课件目的和结构

PSpice基础操作

软件安装与启动系统要求

安装步骤

启动方法

属性栏

显示选中对象的属性和参数设置等。

显示当前打开的项目文件和电路图等。

工具栏

提供常用工具的快捷按钮，如画笔、选择、移动、旋转等。

主界面组成

包括菜单栏、工具栏、项目栏、菜单栏

提供文件、编辑、视图、插入、模拟、工具和帮助等菜单选项。

界面布局及功能介绍

开关电源的原创pspice仿真_..

C 220uF
0
R {R}
SEL>> -100
0d
DB(V(E_2_0:+))
输入到输出的交流特性
13
2009
-100d
-200d
1.0Hz
10Hz
P(V(E_2_0:+))
100Hz
1.0KHz Frequency
10KHz
100KHz 1.0MHz
SWJTU
SMPS Pspice Simulations
Pspice仿真模型，仿真库构建用于快速仿真的Pspice功能单元峰值电流闭环控制Pspice模型通用的SMPS， PSpice仿真模型的推导与比较准谐振反激转换的Pspice模型 Hspice, Simplis, Power4-5-6, Poweresim
2
2009
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
----Pspice还可以做的
参数扫描观察系统与某一个参数的特性

开关电源的模拟仿真

120VAC50Hz

模拟负载电阻交流阻抗(滤波电感,电容等)

输入整流电路的模拟仿真

不同的负载时的输入

电流也有所不同

方波发生器

20KHz,30%,15V

输入电压,以直流形式

3.变压器的模型采用标准XTRA,其参数设顶定见下图:

4.在驱动,MOSFET漏极,输出整流二极管,需流二极管上均加了PROBE,以便

闭环的等效电路

三角波发生器ＰＩＤ环节

等效ＥＳＲ•仿真波形

2．ＦＭＥＡ问题

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)

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！

开关电源电路的PSPICE仿真

Using PSPICE for Simulated Analysis of Swi tch Power Supply
Ma Ning1) ( Dept . of Electronic and I nformation, HU ST , Wuhan
1)
Chen Li 2) 430074) ( Radar College o f A ir Force2) , Wuhan 430019)
2 PSPICE 仿真
PSP ICE 是较早出现的 EDA 软件之一, 由 M I CROSIM 公司于 1985 年推出。在电路仿真方面 ,
收到本文时间 : 2005 年 2 月 22 日
, 其具体工作状态分析从略 , 图中功率开关器
第 33 卷 ( 2005) 第 11 期
计算机与数字工程
4
结束语
通过对传统实施方案的分析, 本着高效、安全
的原则提出了一个基于 L inux 的 VPN 安全网关的解决方案, 即在 IPSEC 模块的基础上添加了防火墙模块和网络地址转换模块 , 集网关和防火墙于一体, 提高了网关的吞吐量和系统的安全性。
参考文献 [ 1] Car lton R . Davis 著 , 周永彬 , 冯登国 , 徐震 , 李德全等译 . I PSEC: V PN 的安全实施 [ M ] . 清华大学出版社 , 2002 [ 2] 陈莉君著 . Linux 操作系统内核分析 [ M ] . 人民邮电出版社 , 2000 [ 3] 戴宗坤 , 唐三平 . V PN 与网络安全 [ M ] . 电子工业出版社 , 2002 [ 4] Glean Herr in. Linux IP N etw orking - A Guide to the I m plementation and M odificat ion of the L inux P rotocol Stack [ M ] . 2000, 5

变压器隔离推挽式开关电源PSpice仿真设计

Science &Technology Vision 科技视界

0引言

在开关电源的的设计中,输入电源与输出负载之间的公共点常常需要隔离,从而阻隔共模回流和消除地线上的环流。开关电源在变换器部分的设计中常采用变压器来隔离输入电源与输出负载,并且通过变压器实现电压调节功能。推挽式开关电源包含两个反相工作的正激变换器,因此推挽式开关电源具有正激式开关电源拓扑的所有优点[1]。由于电源提供给负载的功率并不在变压器中存储,推挽式开关电源比正激式开关电源能处理更多的功率,且效率更高,控制性能更好。

1电路拓扑结构及工作原理

本设计为采用变压器隔离推挽式输出的开关电源,其输入电压为35V,输出电压为5V,输出电流为2A,纹波为250mV。为了实现稳定输出,开关电源采用电流型PWM 开关电源控制器SG1846构成反馈回

路,开关频率为25kHZ。为缓解变压器磁通不平衡造成的过热失控问题,在电路中采用功率MOSFET 作为开关管[2]。其电路结构如图1所示。

如图所示,开关管M 1,M 2根据输入电压V 1、变压器变比和预期输出电压所决定的占空比每半周期交替导通。为避免两开关管直通现象的发生,需要在M 2开通和M 1关断之间设置死区时间t d 。

二极管D 2上的电压为矩形波,幅值为输入电压V 1乘以变压器电压比,即

v=V 1N s N P

(1)

二级管D 2正偏导通,输出电感L 1此时间段内充磁。二级管D 2的电流i D 1(t )与开关管

集电极电流i c 1(t )成比例。

i D 1(t )=i c 1(t )

采用Orcad pspice进行的闭环仿真

采用Orcad pspice进行开关电源的闭环仿真我正在搞双向DC-DC变换器的闭环仿真，该变换器的仿真图如下图所示：

开关电源设计学习园地

是用移相的两个驱动信号方波来控制变压器两侧开关管的通断，

我在实际仿真研究中是通过闭环PI调节器来调节两个驱动信号移相角的大小，即将输出电压反馈值与电压给定值相比较，将两者的误差值通过PI调节生成移相角，从而控制输出电压，

开关电源设计学习园地

开关电源典型电路的分析和仿真研究

摘要

开关电源已经应用到各个领域，但是开关电源的设计和参数优化比较复杂，用实验法设计往往使成本增高，为了降低开关电源的设计成本，经常采用计算机仿真法。Simplorer 是Ansoft公司的新型电力电子仿真软件，应用它可以简便、快速、准确地完成机电系统从元部件设计到系统设计、仿真、优化的整个过程，实现传统设计流程的现代化，提高设计水平和精度，最大限度地减少制作样机的次数，缩短开发周期，降低开发成本，有利于在激烈竞争中脱颖而出。

本文首先分析了降压斩波电路（Buck）的工作原理，然后应用这种软件对Buck的典型电路进行了仿真，得到的结果与理论计算结果相符。随后对此电路进行了实际电路搭接，并用示波器进行了验证，所得到的结果与软件所得结果完全一致，达到了预期目的。

其次，应用软件对DC-DC 开关电源Boost功率校正电路进行了分析和仿真，在分析Boost 功率校正电路时，考虑到功率校正问题，采用了电流滞环控制和PI调节，取得好的效果。

最后，分析了软开关电路的基本工作原理，对软开关的一个实例电路DC-AC有源箝位谐振直流环逆变器（ACRLI）电路进行了分析和仿真。对ACRLI 逆变电路的工作过程进行了详细地分析，深入地研究了其工作原理，对谐振直流环的控制采用了SIMPLORER所具有的状态图控制，仿真结果显示达到了预期的效果。

关键词开关电源；电力电子仿真；功率校正；有源箝位谐振直流环逆变器；状态图控制

Analysis and simulation research of typical circuit for switching power supply

基于PSpice的电力电子电路仿真

作者：崔朔易炳旭董有强

来源：《电子技术与软件工程》2018年第07期

摘要现阶段电力电子技术和电子计算机得到了全面的发展，电路的分析和设计方法也产生了变革，电子设计自动化技术得到了广泛应用。因此本文针对电力电子电路的仿真实验展开了分析。首先简单分析了PSpice的基本构成和模拟功能，继而针对建模分类和仿真过程进行讨论。以期为关注电力电子电路仿真的相关人员提供参考，从而为现代电路系统设计提供准确性的数据。

【关键词】电力电子计算机技术变压器

电力电子系统通常是由开关装置、模拟电路、数字电路等电力电子器件构成的非线性数模混合系统，其中每个部分所遵守的物理法则各不相同，给设计和分析工作带来了一定的难度，因此必须要在设计前，展开仿真实验，建立虚拟电路模型，展开计算，得出接近实际的电路结果，从而有效节省开发的成本和时间，节省设计人员精力，从而更加集中投入的设计电路。

1 PSpice的基本构成和模拟功能

1.1 基本构成

PSpice软件是一种电力电子电路仿真模拟软件，主要承担着在设计电路硬件的过程中，模拟设计电路的工作。PSpice软件主要由六个基本模块构成，包括了：电路原理图编辑程序、电路仿真程序、激励源编辑程序、模型参数提取程序、元件模型参数库、输出结果绘图程序。通过综合运用这六个模块，完成对电路中参数的设置，就能够保证电子电路的设计结果最优。

1.2 模拟功能

在PSpice软件的模拟功能可以分为两种，一种是模拟直流电路功能，一种是模拟电路直流小信号传输函数功能。前者是指，PSpice软件在模拟过程中会根据电路的直流工作点，计算出当电容开路中，计算电路的节点;后者是指PSpice软件可以在计算电数的过程中同时确定直流小信号的工作输出电路以及直流转移性曲线的结果，同时还能够确定小信号的相关基础数据，包括模型参数、几何线形、分析频域以及噪声，从而实现对电路整体细节上的仿真工作。