开关电源的原创pspice仿真_分析解析
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PSpice的开关电源设计与仿真_
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。
基于开关电源PSPICE功率因数调整的仿真2剖析
图1.AC/DC电源系统框图
研究的方法
(1)桥式整流滤波电路 实现将交流电转换为直流电的功能
(2)全桥变换器
(3)高频脉冲变压器
在本次设计中,通过全桥变换后的电压频 率拟输入大于20KHz故选择高频变压器。在 高频变压过程中,由于其产生的直流损耗和 交流损耗从而使得输出电压产生畸变造成功 率因数低,故应通过设定线圈的合适参数值 来制定所需要的变压器的模型。
(4)驱动控制PWM生成电路
(5)总电路图
隔
离
变
谢!
基于开关电源PSPICE功率因数调整的仿真
姓名:王理鑫 指导老师:徐振宇 专业:电子信息工程
选题的背景与意义
在电力电子技术中,线路中电能的转化 会有一定的损耗。通过功率因数调整使得电 能得到最大的利用。 提高电路的功率因数意味着: (1)可以降低线路损耗,提高电网输电 效率 (2)能改善供电质量 (3)可以提高设备的利用率,即同一电 源设备可向更多负载供电 (4)可以减少企业电费开支,降低生产 成本,减少开支增加企业的经济效益
研究的基本内容
研究的基本目标为: 1)运用PSPICE软件对AC/DC开关电源的功率因数调 整进行仿真,得出输出的电压电流波形与输入的波 形相一致时的最优功率因数值。 2)在高频变压脉冲器以及SG3525驱动控制PWM生成 电路中,其各个参数的设置对功率因数有一定的影 响。 3)在对整个电路进行仿真的时候,其中各个部分 的电路的参数设定对功率因数有相关的影响。
基于PSpice的开关电源瞬态特性及参数分析
基于PSpice的开关电源瞬态特性及参数分析尚永爽;刘勇;文天柱;费川【摘要】为确定开关电源元件参数,对Buck型开关稳压电源电路具体工作原理和各部分功能进行详细分析,并建立实时仿真模型.根据所建立的数学模型,利用电路分析软件PSpice进行瞬态特性分析,得到开关电源输出电压和电感电流的瞬态响应特性;对滤波电容的等效串联电阻(ESR)进行参数分析,分析了电容退化对输出纹波电压的影响,为开关电源的故障诊断与故障预测提供了新的思路.%To determine the parameters of switching-mode power component, the working principle and the functions part of Buck switching-mode power supply circuit are analyzed, and its real-time simulation model is built. On the basis of mathematical model, a transient analysis is made with PSpice, which can gain the transient response of output voltage and inductance current. A parametric analysis for equivalent series resistor (ESR) of filter capacitor is made, and then the effect of capacitor degradation on ripple voltage is analyzed , a new way is provided for fault diagnosis and failure predication of switching-mode power converters.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)010【总页数】4页(P139-141,151)【关键词】开关电源;脉宽调制;电解电容器;等效串联电阻;参数分析【作者】尚永爽;刘勇;文天柱;费川【作者单位】海军航空工程学院,山东烟台264001;94973部队,浙江杭州310021;海军航空工程学院,山东烟台264001;海军航空工程学院,山东烟台264001;海军航空工程学院,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TN7-34;TP206+.30 引言开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳压电源[1],有效率高、体积小、重量轻等突出优点,广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源形式。
Sepic电路课程设计---Sepic电路建模、仿真
课程设计任务书1.题目Sepic电路建模、仿真2.任务建立Sepic电路的方程,编写算法程序,进行仿真,对仿真结果进行分析,合理选取电路中的各元件参数。
3.要求课程设计说明书采用A4纸打印,装订成本;内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。
V1=20-40VV2=26VI0=0 ~ 1AF=50kH Z目录1 Sepic电路分析 (1)1.1 Sepic电路简介 (1)1.2 原理分析 (1)1.3 电力运行状态分析 (2)2 Sepic电路各元件的参数选择 (7)2.1 Sepic电路参数初值 (7)2.2 电路各元件的参数确定 (7)3 控制策略的设定 (11)4 Matlab编程仿真 (12)4.1根据状态方程编写Matlab子程序 (12)4.2 求解算法的基本思路 (13)4.3 Matlab求解Sepic电路主程序 (15)5 通过分析仿真结果合理选取电路参数L1,L2,C1,C2 (18)5.1参数L1的确定 (18)5.2参数L2的确定 (20)5.3参数C1的确定 (21)5.4参数C2的确定 (22)5.5 采用校核后的参数仿真 (24)6 采用Matlab分析Sepic斩波电路的性能 (24)6.1 计算电感L2的电流IL2出现断续的次数 (24)6.2 纹波系数的计算 (25)6.3 电压调整率 (25)6.4 负载调整率 (26)6.5 电路的扰动分析 (27)7 参考文献 (30)1Sepic电路分析1.1Sepic电路简介Sepic斩波电路是开关电源六种基本DC/DC变换拓扑之一,是一种允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的DC/DC斩波电路。
其输出电压由主控开关(三极管或MOS管)的占空比控制。
SEPIC变换器是一种四阶非线性系统, 因具有可升降压、同极性输出、输入电流脉动小、输出易于扩展等特点, 而广泛应用于升降压型直流变换电路和功率因数校正电路。
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。
用SPICE和PSPICE仿真开关电源
用SPICE和PSPICE仿真开关电源 由于DC/DC PWM功率转换器的非线性,以及可能有的多种运行模式(CCM模式或DOM模式),使分析十分困难。
在设计或分析开关电源时,仿真起了重要作用。
数字仿真手段可以用来检验设计是否满足性能要求。
用数字仿真可以减少电路的实验工作,与电路实验相比仿真所需要的时间要少得多,并且可以更全面、更完整地进行,以帮助改进设计质量。
此外,仿真还可以提供某些信息。
因此仿真可以加速对开关电源的分析与设计评估,对于大信号分析,一般很难用解析法求解,更需要借助于数字仿真。
因此,仿真是介于开关电源的理论设计和硬件电路板实验之间的一个重要步骤。
有时应用仿真手段可以比硬件实验更透彻地了解理论设计中存在的问题及其解决方法。
在理论设计完成以后,可以先用一种简单的电路仿真模型来检验;实际电路存在着许多非理想的特性,如噪声,寄生电容、漏电感和线路电感、开关时间、二极管恢复过程等。
非理想元件可以在SPI(E模型中考虑,如每次仿真时,只考虑其中-个或两个问题,以研究它们对开关电源性能的影响,从而避免了许多由于非线性而产生的迷惑或复杂现象。
有些理论问题过于复杂或发展还不完善(如谐振转换器,漏电感对交叉调节的影响,电路的损耗等),要将这些理论应用于设计时,可以先用SPICE 仿真试验试探(Trial&error)分析。
SPICE仿真还可以用来分析一些潜在的问题,如伏安不平衡造成变压器饱和,不确定的RC钳位电压水平。
在实际电路中,这些问题可能会破坏功率晶体管或整流器;因此事先做仿真研究分析是必要的。
由于PSPICE是从SPICE派生出来的,所以本章主要结合SPICE来介绍它的应用,原则上这些论述也适用于PSPICE。
用仿真检验设计以后,SPICE程序可以给出小信号开环频率特性(Bode 曲线),以验证开关电源的瞬态响应和启动特性。
-旦通过了仿真试验,硬件电路实验是检验设计的最后一步,硬件实验应当只对设计做一些小的修改,得到这样的结果才算是一个满意的设计过程。
电路设计的PSpice仿真分析
电路设计的PSpice仿真分析汪汉新(中南民族大学电信学院湖北武汉430074)摘要:提出了一种将PSpice的参数扫描分析和优化分析相结合的新方法对电路进行最优化仿真设计,并结合一个带通滤波器电路,阐述了该仿真分析方法的具体实施步骤,给出了滤波器电路最优化设计的仿真分析结果。
其结果完全符合设计的理论分析值的要求,说明该方法在实际电路设计中具有很好的实用价值。
关键词:PSpice软件;带通滤波器电路;电路设计;仿真分析计算机仿真分析是电路设计的一种重要环节,特别是随着电子设计自动化(EDA)技术的飞速发展,电路的设计已由传统的手工设计转向为计算机辅助设计,其在电路设计中的作用显得更为重要。
传统的设计方法在分析和验证电路的正确性和完整性时十分麻烦,并存在大量的重复性的劳动,而PSpice作为PC级电路仿真软件,对电路不仅能进行一些基本的电路特性分析,还可以对电路元器件的参数进行统计仿真分析和对电路进行优化仿真设计,并将各种仿真分析的结果以波形、图表或文本的方式直观地反应出来,他在电路设计中得到了广泛地应用。
1 PSpice电路的最优化仿真分析实际电路制作之前,通常需要对设计电路进行必要的PSpice仿真分析。
一般可采用直流偏置点(BiasPoint)、直流扫描(DC Sweep)、交流扫描(ACSweep)和瞬态(Transient)分析等对电路的基本性能进行仿真分析;采用参数扫描分析(Parametric)估计元器件变化对电路造成的影响;采用温度分析(Temperature)、灵敏度分析(Sensitivity)对电路的一些较难测量的特性进行仿真分析;采用蒙特卡诺分析(Monte Carlo)对电路的一些元件值进行综合统计仿真分析;采用最坏情况分析(WorstCase)对电路可能出现的最坏结果进行仿真分析;最后对电路进行优化设计分析(Optimizer),使电路的设计结果达到最优化。
本文提出的将PSpice参数扫描分析和优化设计分析结合起来对电路进行最优化设计方法的具体实施过程如下:(1)利用PSpice的前端模块Capture按电路设计要求绘制电路图,并编辑好所有元器件的属性。
PSPICE仿真讲解学习
P S P I C E仿真目录介绍: (3)新建PSpice仿真 (4)新建项目 (4)放置元器件并连接 (4)生成网表 (6)指定分析和仿真类型 (7)Simulation Profile设置: (8)开始仿真 (8)参量扫描 (11)Pspice模型相关 (13)PSpice模型选择 (13)查看PSpice模型 (13)PSpice模型的建立 (14)介绍:PSpice是一种强大的通用模拟混合模式电路仿真器,可以用于验证电路设计并且预知电路行为,这对于集成电路特别重要。
PSpice可以进行各种类型的电路分析。
最重要的有:●非线性直流分析:计算直流传递曲线。
●非线性瞬态和傅里叶分析:在打信号时计算作为时间函数的电压和电流;傅里叶分析给出频谱。
●线性交流分析:计算作为频率函数的输出,并产生波特图。
●噪声分析●参量分析●蒙特卡洛分析PSpice有标准元件的模拟和数字电路库(例如:NAND,NOR,触发器,多选器,FPGA,PLDs和许多数字元件)分析都可以在不同温度下进行。
默认温度为300K电路可以包含下面的元件:●Independent and dependent voltage and current sources 独立和非独立的电压、电流源●Resistors 电阻●Capacitors 电容●Inductors 电感●Mutual inductors 互感器●Transmission lines 传输线●Operational amplifiers 运算放大器●Switches 开关●Diodes 二极管●Bipolar transistors 双极型晶体管●MOS transistors 金属氧化物场效应晶体管●JFET 结型场效应晶体管●MESFET 金属半导体场效应晶体管●Digital gates 数字门●其他元件 (见用户手册)。
新建PSpice仿真新建项目如图 1所示,打开OrCAD Capture CIS Lite Edition,创建新项目:File > New > project。
基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真
基于PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真唐卫斌【摘要】介绍并分析了升压型开关变换器的拓扑结构及其仿真波形,以及PWM 电流模式的不稳定性及其解决办法。
借助仿真软件PSpice设计了一款以UC2843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。
%The topology structure and simulation waves of the boost-switch-power are introduced and analyzed. The unsteady characteristic of the PWM circular mode is presented and its solution is given. A commonly used boost- switch-power with the UC2843 as it core is designed using the and it has the advantages of stable operation, high reliability popular PSpice software. The circuit is easy to debug and low cost.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2012(025)001【总页数】4页(P27-30)【关键词】PSpice软件;升压变换器;开关电源;UC2843【作者】唐卫斌【作者单位】西安电子科技大学研究生院,陕西西安710071/陕西商洛学院物理与电子信息工程系,陕西商洛726000【正文语种】中文【中图分类】TP303.320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。
开关电源的仿真分析
开关电源的仿真分析建立了开关电源的Pspice仿真电路模型,着重仿真了开关电路及输出电路的电压、电流,较直观地揭示了开关电源中电磁干扰产生及存在的本质,提出了解决其电磁干扰问题的措施。
标签:开关电源;仿真;电磁干扰在开关电源中,开关管的电压接近方波,含有丰富的高次谐波,同时,由于开关变压器的漏电感及分布电容以及开关器件的工作状态非理想,在高频开或关时,常常会产生高频、高压的尖峰高次谐波振荡,该谐波通过开关管的散热器对地之间的分布电容传送到输入端;也可以通过变压器初次级间的耦合电容及变压器的对地电容通过输出回路传送到输入端。
因此,开关电源中存在着较严重的电磁干扰。
本文以12V、0.85A的反激式开关电源为例,见图1,应用仿真软件Pspice 进行研究,仿真分析了开关电源中的电流和电压的特点,探究了电源的EMC问题的解决策略。
图1 12V,0.85A的反激式开关电源图2 反激式开关电源的Pspice仿真电路1 开关电路的电流、电压下图3依次是开关管漏源电压、漏极电流、高频变压器原边电流、RCD吸收电路的电流、漏极对地电容的电流:图3由图3可以总结出此反激式开关电源波形的几个特点:(1)波形均為脉冲波形,频率为40KHz;(2)开关管的导通时间极短,此电路参数下为6uS左右。
(3)除开关管的电流,都叠加着振荡波形,即文献资料中所说的“振铃”。
2 由漏电感引起的开关管的电压尖峰及高频振荡图4是无RCD钳位电路时开关管漏源电压的波形。
图中,开关管截止瞬间的电压尖峰和高频振荡由高频变压器的漏感引起,产生了659.055V的瞬间电压,这同有RCD钳位电路(图3)相比(最高电压为500V左右),高出了159V。
此开关管的额定电压为600V,且工作在高频状态,如果不采取措施,开关管很容易损坏,造成整个电源不能正常工作,作为设备的驱动装置,这是不允许的。
3 开关管漏极电压突变引起的干扰电流由于开关管的漏源电压极高,且导通和截止的时间极短,使开关管漏极对地等效电容Cp产生了较大的干扰电流。
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。
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。
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。
PSPICE仿真在开关电源中的应用
计算机仿真在增强器四极铁电源设计中的应用上海原子核研究所李瑞、卢宋林摘要:本文分析了增强器磁铁电源的工作原理,讨论了伯德图在动态电源跟踪性能设计上的指导作用,并将PSPICE“交流小信号分析”运用到PWM型开关电源上,最后仿真得到电源在上升时间段450ms内全程具有好于0.1%误差的跟踪能力。
关键词:增强器磁铁电源动态跟踪仿真一.引言对于将建造的上海同步辐射装置(SSRF),在束流由300MeV至3.5GeV加速过程中,依据物理设计要求,增强器采用动态注入和引出方案,增强器主二、四极磁铁电源的输出电流均为1Hz周期的电流脉冲,其上升时间为450ms,下降时间小于550ms,对电流的返回曲线不做要求。
各主磁铁电流之间保持预定的比率关系,从而保证束流工作点误差值在容许范围内,使加速器具有较高的注入效率,这就要求增强器磁铁电源能够有好的动态性能。
增强器二极磁铁电源的给定是采用下装表格的形式,增强器四极磁铁电源以增强器二极磁铁电源的输出电流为参考,要求在电流上升时间450ms内都能够以优于0.1%的精度跟踪二极磁铁电源的输出电流曲线,同时该电源的输出峰值高达500A/380V。
负载电感量为72mH,等效电阻为730mΩ,时间常数为0.1S。
对这样大功率、宽范围、高跟踪精度动态开关电源,国内外都没有现成的产品。
BNL和APS实验室均采用的是12相可控硅整流结构,这类电源工作频率低,动态响应慢,可勉强达到0.1%的跟踪精度,国内也没有实验室研制出该类电源。
本文结合实际经验、自动控制理论和计算机仿真,对电源的动态跟踪性能进行可行性研究,获得该电源设计的理论依据。
二.增强器四极磁铁电源工作原理简述图1 增强器磁铁电源原理框图由原理框图1可知,三相交流电经过三相感应调压器调压、隔离之后,经过三相全波整流、滤波后为斩波器提供直流源。
电流给定和电流反馈的误差信号经过放大、校正网络之后,送到工作频率为20kHz的PWM 调制器产生相应的脉宽调制信号,该脉宽信号经过驱动电路放大,控制斩波器功率管的开关,获得频率为20kHz的矩形电压脉冲,经过滤波之后,获得纹波在容许范围内的直流输出。
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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
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2009
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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
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----交流特性分析
加入交流小信号 严密的数学推导
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2009
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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
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拉普拉斯传函验证
RL 1 20m
L 2 10uH
E_2 _0
PARAMETERS:
valu e={v(vc)*v(d )*R/(R+Rc)} Rc {Rc} vc C 220uF
VP VDB
Rc = 50m R = 20
Vg DC = 5 AC = 0 G_0 _1 valu e={i (l )*v(d)}
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
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2
2009
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TAEC 时间平均等效模型的 Spice实现(Boost拓扑)
设计目标:Vin=5V Vout=10V Pmax=30W Fs=500KHz Iripple=0.5A Vripple<0.25
L = 10uH Rl=20mΩ C=220uF Rc=50mΩ
输入到输出的交流特性 ---只需把AC量修改到输入电源Vg
100
PARAMETERS:
RL 1 20m 10uH valu e={v(vc)*v(d)*R/(R+Rc)} Vg DC = 5 AC = 1 G_0 _1 valu e={i (l )*v(d)} vc C 220uF Rc {Rc} R {R} L 2 E_2 _0 Rc = 50m R = 20
R {R}
0
d Vd DC = 0.5 AC = 1 C1 d 1kF
20*(1+s/9 0909)*(1-s/496 753)
1+s/(1 0681*2.2 6275)+s*s/1068 1/106 81 R1 1000meg 0
VDB VP
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2009
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Switch Mode Power Supply Pspice Simulations-1
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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
5.96
dB
26.02
dB
输入到输出的传递函 弧度 ESR 零点 Sz1 功率级双极点 ω 0 直接LC 控制到输出的传递函 弧度 ESR 零点 Sz1 功率级双极点 ω 0 右半平面零点 Sz2 7 2009 90909 10681 496753 rds rds rds 频率 14.47 1.70 79.06 KHz KHz KHz 90909 10681 21320 rds rds rds 频率 14.47 1.70 3.39 KHz KHz KHz
0
0
d Vd DC = 0.5 AC = 0
SEL>> -100 DB(V(E_2_0:+)) 0d
-100d
输入到输出的交流特性
-200d 1.0Hz 10Hz P(V(E_2_0:+)) 100Hz 1.0KHz Frequency 10KHz 100KHz 1.0MHz
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2009
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求解基本的KCL,KVቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方程
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2009
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在Pspice中就这么简单,搭好电路,用鼠标点击偏置分析 --------所有工作交给PC完成
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2009
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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) 10 Rc(Ω) 0.05 直流分析 C(uF) 220 R(Ω) 20 D 0.5 1-D 0.5
输入输出增益 M
Q 实际 Vo 控制输出增益 Kd
1.987
2.262750 9.935 20 交流信号分析