控制電路的SPICE仿真模型
發(fā)布時間:2008/10/10 0:00:00 訪問次數(shù):556
開關(guān)電源中的反饋控制電路現(xiàn)已廣泛使用集成電路如sg1524(單環(huán)控制),uc1846(雙環(huán)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(chǎn)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(dǎo)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(guān)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(jié)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(jié)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(jié)點⑩)導(dǎo)通比d
式中,uro=(gd+ix)ro=100d,urc=uk-umin,uo=umin
節(jié)點(21)、(22)分別接電壓源up及um組成的鉗位電路,即定節(jié)點20的電位(即導(dǎo)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(jié)構(gòu)和元件參數(shù)。軟件用改進(jìn)節(jié)點法列方程,用牛頓一拉夫遜改進(jìn)算法進(jìn)行非線性分析,應(yīng)用稀疏矩陣技術(shù)解線性代數(shù)方程組,瞬態(tài)分析中在求剛性微分方程數(shù)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(shù)值解的穩(wěn)定性好,spice的使用方法可以參考有關(guān)手冊。
因此只要將開關(guān)電源的各元件節(jié)點編號,將電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)值,按照規(guī)定的格式輸入計算機(jī),就可以對電路或系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,包括輸出計算結(jié)果、打印出瞬態(tài)時域響應(yīng)特性或小信號頻域特性等。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來源維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
開關(guān)電源中的反饋控制電路現(xiàn)已廣泛使用集成電路如sg1524(單環(huán)控制),uc1846(雙環(huán)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(chǎn)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(dǎo)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(guān)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(jié)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(jié)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(jié)點⑩)導(dǎo)通比d
式中,uro=(gd+ix)ro=100d,urc=uk-umin,uo=umin
節(jié)點(21)、(22)分別接電壓源up及um組成的鉗位電路,即定節(jié)點20的電位(即導(dǎo)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(jié)構(gòu)和元件參數(shù)。軟件用改進(jìn)節(jié)點法列方程,用牛頓一拉夫遜改進(jìn)算法進(jìn)行非線性分析,應(yīng)用稀疏矩陣技術(shù)解線性代數(shù)方程組,瞬態(tài)分析中在求剛性微分方程數(shù)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(shù)值解的穩(wěn)定性好,spice的使用方法可以參考有關(guān)手冊。
因此只要將開關(guān)電源的各元件節(jié)點編號,將電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)值,按照規(guī)定的格式輸入計算機(jī),就可以對電路或系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,包括輸出計算結(jié)果、打印出瞬態(tài)時域響應(yīng)特性或小信號頻域特性等。
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