开关电源电路的PSPICE仿真

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 (Fra Baidu bibliotek2005) 第 11 期
计算机与数字工 程
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计算机与数 字工程
第 33 卷
开关电源电路的 PSP ICE 仿真
马
( 华中科 技大学电信系 1) 武汉
宁 1)
陈
莉2)
( 空军雷达学院 2) 武汉 430019)
430074) 摘 要
采用通用电路分析软件 PSPI CE 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。 关键词 : 开关电源 中图分类号 : T N 7 仿真分析 电路模 型
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基于 L inux 的 VP N 安全网关的研究
第 33 卷
Linux 操作系统提供了很好的 模块化的内核 实现, 并且具有很好的可读性 , 便于在其上进行改 造和二次开发 。我们的 VPN 网关的 IPSEC 协 议的实现是将 IPSEC 模块和 L inux 操作系统的内 核源代码一起编译, 生成一个新的 L inux 操作系统 内核, 这样, IPSEC 处理模块就存在于操作系统的 内核映像当中了, 随着 Linux 的启动 , 自动随着操 作系统的内核初始化过程加载进入内存。 3. 2. 2 基于 L inux 操作系统的定制 对于 IPSEC VP N 网关来说, 制作操作系统的 过程就是对现有的网关的操作系统进行功能定制、 系统裁剪, 最后在另一个存储设备 ( 硬盘或者其它 的启动设备) 上生成一个新的更精炼的 Linux 操作 系统 , 并作为安全网关的外部存储设备和操作系统 设备。 制作微操作系统的过程主要分为三个大的步 骤: 生成 Linux 新内核、创建微操作系统的根文件 系统、 生成系统盘 BOOT DISK 。 3. 3 本系统方案的创新点 ( 1) 无缝嵌入操作系统。直接关系到操作系 统内核的 IP 层加密和认证技术, 分析和修改操作 系统内核的源代码, 将安全模块无缝地嵌入到操作 系统 , 重构操作系统内核。 ( 2) VPN 网关操作系统是基于 L inux 操作系 统定制的专用微操作系统 , 具有良好的运行特性、
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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
[ 2]
精炼、 体积小和运行速度快等优点。 ( 3) 针对网关的特点 , 在 IP 层的基础上添加了 防火墙模块和 NAT 模块 , 并将其无缝整合到网络 内核 , 提高了网关的吞吐量和系统的安全性。 ( 4) 该安全网关结合防火墙功能于一体, 包过 滤功能较强, 既可以做到所有的 IP 包的允许和禁 止, 也可以实现 ICM P 包和传输层的 T CP、 UDP 包 的过滤, VP N 功能实现了机密性、 认证和完整性检 查。
2. 3 仿真结果 仿真结果见图 2 。
图2
仿真结果
3
仿真结果分析
由于吸收网络的电容/ 电阻选取较大 , 尖峰 电压吸收比较好, 在图中几乎看不到尖峰电压 , 放 大后 , 可以在 550V 附近看到有微小的尖峰电压。 改变负载后, 波形没有很大变化, 这是因为 负载的变化对电路电流的影响不大。 ! 误差分析: 在本次仿真中, 由于条件限制, 没 使用变压器模型, 而是根据 T 型等效电 路将中频 变压器等效为一个电阻和电感 ( 下转第 44 页 )
1
前言
开关电源主要是指利用各类新型自关断器件
它的功 能可以说是最 为强大。 P SP ICE 在功 率电 子仿真功能和模型方面正在不断加强 , 在国内被普 遍使用。现在使 用较多的是 PSPICE8. 0, 工作 于 Windows 环境。P SP ICE8. 0 已 将 IGBT 模块加入 器件 库 中, 模 拟器 件 已 达 8500 种, 数 字 器 件 为 1600 种 , 数模混合器件包括多 种类型的 PWM 控 制器。许多模块制造公司在推出模块的同时也推 出它的 PSPICE 仿真模型。P SP ICE 能对电路进行 直流分析、 大信号暂态分析和小信号交流分析 , 瞬 态分析( 包括大信号正弦模拟 ) , 还可对电路的温度 特性进行分析。 PCPICE 可以进行各种各样 的电 路仿真、 激励建立、 温度与噪声分析、 模拟控制、 波 形输出、 数据输出。并在同一个窗口内同时显示模 拟与数字电路。无论对哪种器件哪些电路进行仿 真。包括 IGBT 、 脉宽调制电路、 模/ 数转换、 数/ 模 转换等 , 都可以得到精确的仿真结果 。对于 库中没有的元器件模块 , 还可以自己编辑。 2. 1 实时电路 以图 1 所示应 用广 泛的 全桥 式 逆变 电源 为 例
Abstract: With the circuit analysis software( PSPICE) and under the condition that the model circuit is precise, the real time cir cuit simulated model is built , and the simulated analysis of the switch power closed cir cuit control system is co nducted 。T his pa per g ives a reference to the electrical and electr onic simulation analysis wit h computer. Key words: switch power supply, simulation analysis, cir cuit model Class number: T N 7
[ 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。
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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
( 上接第 33 页) 串联 , 这对仿真结果影响较大。
参考文献 [ 1] 王正中 . 现代计算机 仿真技 术及其 应用 [ M ] . 北京 : 国 防工业出版社 , 1991 [ 2 ] Abraham I Pressman. Switching Power Supply Design
[ M ] . N ew Yor k: M c Gr aw - Hill, 1991 [ 3] 王留 芳 . 电流 型双 端反 激式 开 关电 源的 研 究 [ D] . 南 京 : 东南大学 , 1999 [ 4] Raymond S Ramshaw , Dereck C Schuurmann. P SP ICE Simulation of Power Electrioncs Cir cuits [ M ] . London: Chapman and Hall, 1997
:
there is a w hole- br idge CIRCU IT V0020 DC 550V D7 1 2 DL X1 D8 0 1 DL X1 R1 2 5 150 D2 7 0 DL Xl Ld 1 3 10mH R0 1 13 150 C0 13 4 2000pf Rd 3 4 200 D3 2 6 DL X1 R3 2 6 150 C3 6 4 2000pf C4 4 8 2000pf D4 8 0 DL Xl R4 8 0 150 D5 4 2 DL X1 D6 0 4 DL X1 M 1 2 9 1 1 jfx M 2 1 10 00 jfx M 3 2 11 4 4 jfx M 4 4 12 00 jfx vpl 9 1 pulse( 0 10v 0 1 s 1 s 20 s 50 s) vp2 10 0 pulse( 0 10v 25 s 1 s l s 20 s 50 s) vp3 11 4 pulse( 0 10v 25 s 1 s l s 20 s 50 s) vp4 12 0 pulse( 0 10v 0 1 s l s 20 s 50 s) . model DL X1 D( I= 10fN = 1 R1kf= 0 X = 3 Eg = 1. 11 Cjo = 1p M = . 3333 Vj= 75 Fc= 5 1st= 100p+ N r= 2 Bv = 1000 Ibv= 1000 T t= 5n)
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)