控制電路的SPICE仿真模型
發布時間:2008/10/10 0:00:00 訪問次數:544
開關電源中的反饋控制電路現已廣泛使用集成電路如sg1524(單環控制),uc1846(雙環控制)等。
圖1為集成電路sg1524的仿真模型符號。
其中,包括電壓誤差放大器e/a、比較器、振蕩器(產生鋸齒波),以及5v參考電壓等。
圖2 為鋸齒波電壓波形圖。
由波形可以計算導通比。
圖1 集成電路561524仿真模型符號 圖2 鋸齒波電壓波形圖
式中 to——延遲時間(如5μs)
tx——開關晶體管的存儲時間(如2 μs)
umax及umin——鋸齒波峰值電壓及最小電壓;
uk——控制電壓(施加于比較器的輸人端)。
圖3為sg1524的等效電路模型。它主要由兩部分組成,即誤差放大器和比較器,此外還有參考電壓ur=5v。
1)誤差放大器
輸人端①、②,輸出端⑨、⑥,它由電壓控制的電流源g1及電阻r1、電容c1等組成。
輸人阻抗由電阻ri=100 kω及電容ci=1 pf模擬。
圖3 sg1524的等效電路模型
放大器輸出節點⑨(電壓為uk)由鉗位電路限定電位上下限(由電壓源ua、ub及二極管d3、d4組成)
2)比較器
放大器的輸出端(節點⑨)uk接到比較器輸入端,其等效電路由三個電源組成。
(1)電壓urc控制的電流源gd
(2)考慮晶體管存儲時間的等效電流源ix,
ix=0.1tx/ts (14-47)
(3)uro控制的電壓源ed
ed=0.01×uro=d (14-48)
即比較器輸出(節點⑩)導通比d
式中,uro=(gd+ix)ro=100d,urc=uk-umin,uo=umin
節點(21)、(22)分別接電壓源up及um組成的鉗位電路,即定節點20的電位(即導通比)最大值、最小值。
sg1524的仿真程序如下:
spice的程序輸入語言,采用自由格式描述電路結構和元件參數。軟件用改進節點法列方程,用牛頓一拉夫遜改進算法進行非線性分析,應用稀疏矩陣技術解線性代數方程組,瞬態分析中在求剛性微分方程數值解時,使用變階變步長的隱式積分法(gear法)。采用上述算法收斂快,數值解的穩定性好,spice的使用方法可以參考有關手冊。
因此只要將開關電源的各元件節點編號,將電路結構和元件參數值,按照規定的格式輸入計算機,就可以對電路或系統進行仿真分析,包括輸出計算結果、打印出瞬態時域響應特性或小信號頻域特性等。
歡迎轉載,信息來源維庫電子市場網(www.dzsc.com)
開關電源中的反饋控制電路現已廣泛使用集成電路如sg1524(單環控制),uc1846(雙環控制)等。
圖1為集成電路sg1524的仿真模型符號。
其中,包括電壓誤差放大器e/a、比較器、振蕩器(產生鋸齒波),以及5v參考電壓等。
圖2 為鋸齒波電壓波形圖。
由波形可以計算導通比。
圖1 集成電路561524仿真模型符號 圖2 鋸齒波電壓波形圖
式中 to——延遲時間(如5μs)
tx——開關晶體管的存儲時間(如2 μs)
umax及umin——鋸齒波峰值電壓及最小電壓;
uk——控制電壓(施加于比較器的輸人端)。
圖3為sg1524的等效電路模型。它主要由兩部分組成,即誤差放大器和比較器,此外還有參考電壓ur=5v。
1)誤差放大器
輸人端①、②,輸出端⑨、⑥,它由電壓控制的電流源g1及電阻r1、電容c1等組成。
輸人阻抗由電阻ri=100 kω及電容ci=1 pf模擬。
圖3 sg1524的等效電路模型
放大器輸出節點⑨(電壓為uk)由鉗位電路限定電位上下限(由電壓源ua、ub及二極管d3、d4組成)
2)比較器
放大器的輸出端(節點⑨)uk接到比較器輸入端,其等效電路由三個電源組成。
(1)電壓urc控制的電流源gd
(2)考慮晶體管存儲時間的等效電流源ix,
ix=0.1tx/ts (14-47)
(3)uro控制的電壓源ed
ed=0.01×uro=d (14-48)
即比較器輸出(節點⑩)導通比d
式中,uro=(gd+ix)ro=100d,urc=uk-umin,uo=umin
節點(21)、(22)分別接電壓源up及um組成的鉗位電路,即定節點20的電位(即導通比)最大值、最小值。
sg1524的仿真程序如下:
spice的程序輸入語言,采用自由格式描述電路結構和元件參數。軟件用改進節點法列方程,用牛頓一拉夫遜改進算法進行非線性分析,應用稀疏矩陣技術解線性代數方程組,瞬態分析中在求剛性微分方程數值解時,使用變階變步長的隱式積分法(gear法)。采用上述算法收斂快,數值解的穩定性好,spice的使用方法可以參考有關手冊。
因此只要將開關電源的各元件節點編號,將電路結構和元件參數值,按照規定的格式輸入計算機,就可以對電路或系統進行仿真分析,包括輸出計算結果、打印出瞬態時域響應特性或小信號頻域特性等。
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