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控制电路的SPICE仿真模型

发布时间:2008/10/10 0:00:00 访问次数:553

  开关电源中的反馈控制电路现已广泛使用集成电路如sg1524(单环控制),uc1846(双环控制)等。

  图1为集成电路sg1524的仿真模型符号。

  其中,包括电压误差放大器e/a、比较器、振荡器(产生锯齿波),以及5v参考电压等。

  图2 为锯齿波电压波形图。

  由波形可以计算导通比。


图1 集成电路561524仿真模型符号 图2 锯齿波电压波形图

  式中 to——延迟时间(如5μs)
   tx——开关晶体管的存储时间(如2 μs)
   umax及umin——锯齿波峰值电压及最小电压;
   uk——控制电压(施加于比较器的输人端)。

  图3为sg1524的等效电路模型。它主要由两部分组成,即误差放大器和比较器,此外还有参考电压ur=5v。

  1)误差放大器

  输人端①、②,输出端⑨、⑥,它由电压控制的电流源g1及电阻r1、电容c1等组成。

  输人阻抗由电阻ri=100 kω及电容ci=1 pf模拟。


图3 sg1524的等效电路模型

  放大器输出节点⑨(电压为uk)由钳位电路限定电位上下限(由电压源ua、ub及二极管d3、d4组成)

  2)比较器

  放大器的输出端(节点⑨)uk接到比较器输入端,其等效电路由三个电源组成。

  (1)电压urc控制的电流源gd

  (2)考虑晶体管存储时间的等效电流源ix,

  ix=0.1tx/ts (14-47)

  (3)uro控制的电压源ed

  ed=0.01×uro=d (14-48)

  即比较器输出(节点⑩)导通比d

  式中,uro=(gd+ix)ro=100d,urc=uk-umin,uo=umin

  节点(21)、(22)分别接电压源up及um组成的钳位电路,即定节点20的电位(即导通比)最大值、最小值。

sg1524的仿真程序如下:

  spice的程序输入语言,采用自由格式描述电路结构和元件参数。软件用改进节点法列方程,用牛顿一拉夫逊改进算法进行非线性分析,应用稀疏矩阵技术解线性代数方程组,瞬态分析中在求刚性微分方程数值解时,使用变阶变步长的隐式积分法(gear法)。采用上述算法收敛快,数值解的稳定性好,spice的使用方法可以参考有关手册。

  因此只要将开关电源的各元件节点编号,将电路结构和元件参数值,按照规定的格式输入计算机,就可以对电路或系统进行仿真分析,包括输出计算结果、打印出瞬态时域响应特性或小信号频域特性等。

欢迎转载,信息来源维库电子市场网(www.dzsc.com)




  开关电源中的反馈控制电路现已广泛使用集成电路如sg1524(单环控制),uc1846(双环控制)等。

  图1为集成电路sg1524的仿真模型符号。

  其中,包括电压误差放大器e/a、比较器、振荡器(产生锯齿波),以及5v参考电压等。

  图2 为锯齿波电压波形图。

  由波形可以计算导通比。


图1 集成电路561524仿真模型符号 图2 锯齿波电压波形图

  式中 to——延迟时间(如5μs)
   tx——开关晶体管的存储时间(如2 μs)
   umax及umin——锯齿波峰值电压及最小电压;
   uk——控制电压(施加于比较器的输人端)。

  图3为sg1524的等效电路模型。它主要由两部分组成,即误差放大器和比较器,此外还有参考电压ur=5v。

  1)误差放大器

  输人端①、②,输出端⑨、⑥,它由电压控制的电流源g1及电阻r1、电容c1等组成。

  输人阻抗由电阻ri=100 kω及电容ci=1 pf模拟。


图3 sg1524的等效电路模型

  放大器输出节点⑨(电压为uk)由钳位电路限定电位上下限(由电压源ua、ub及二极管d3、d4组成)

  2)比较器

  放大器的输出端(节点⑨)uk接到比较器输入端,其等效电路由三个电源组成。

  (1)电压urc控制的电流源gd

  (2)考虑晶体管存储时间的等效电流源ix,

  ix=0.1tx/ts (14-47)

  (3)uro控制的电压源ed

  ed=0.01×uro=d (14-48)

  即比较器输出(节点⑩)导通比d

  式中,uro=(gd+ix)ro=100d,urc=uk-umin,uo=umin

  节点(21)、(22)分别接电压源up及um组成的钳位电路,即定节点20的电位(即导通比)最大值、最小值。

sg1524的仿真程序如下:

  spice的程序输入语言,采用自由格式描述电路结构和元件参数。软件用改进节点法列方程,用牛顿一拉夫逊改进算法进行非线性分析,应用稀疏矩阵技术解线性代数方程组,瞬态分析中在求刚性微分方程数值解时,使用变阶变步长的隐式积分法(gear法)。采用上述算法收敛快,数值解的稳定性好,spice的使用方法可以参考有关手册。

  因此只要将开关电源的各元件节点编号,将电路结构和元件参数值,按照规定的格式输入计算机,就可以对电路或系统进行仿真分析,包括输出计算结果、打印出瞬态时域响应特性或小信号频域特性等。

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