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Switch Mode Power SupplyPspice Simulations-1 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 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 Vripple0.25 L = 10uH Rl=20mΩ C=220uF Rc=50mΩ ----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 求解基本的KCL,KVL方程 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 如下是用Excel工具，根据数学公式计算的结果， ----交流特性分析 加入交流小信号 严密的数学推导 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 Tea or Coffee! No! 眼睛大可不必离开屏幕 拉普拉斯传函验证 输入到输出的交流特性 ---只需把AC量修改到输入电源Vg ----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 参数扫描 ----只需在原理分析的基础上添加扫描项 蒙特卡罗分析 ----显示要分析器件的Tolerance, 设定器件容差 ----如下设定分析条件 一直在频域里面做分析，在时域的特性如何？ ----加入负载瞬态信号 搭建开关电路----Pspcie的时域分期也同样的强大 电压模闭环控制分析 电压模闭环控制原理图（开关模型） 系统小信号框图 ----得到系统的闭环传递函数 TypeII补偿网络 --- PI补偿 TypeIII补偿网络 --- PID补偿 环路补偿K因子算法在PSpice中的应用 1980年Dean Venalbe提出了k因子的概念。算法的思想是让零极点保持必要的距离，通过预先设定的交越频率fc，并且在交越频率点得到设定的相位裕度。 设计目标：带宽 5KHz 相位裕度 45° TypeII补偿网络参数K因子设定法 马上行动补偿我们的电路！！！ ----测量我们的功率电路 PS=-172.6 ----Boost = PM-PS-90=45+172.6-90=127.6 TypeIII补偿网络参数K因子设定法 可以开工了----- ----让Pspcie自动完成！！！ 验收我们的成果 ----负载扫描3.3Ω 10Ω 20Ω 做瞬态分析，与开关模型对比！！！ 平均模型仿真曲线 开关模型仿真曲线 与开环控制的对比 瞬态响应过冲减少了1/2 调整时间从1.2ms减少到0.2ms 电压调整率明显改善 补充 补偿网络的误差放大器，有电压型，电流型(OTA) 主功率电路和控制回路折中设计，来达到预定设计目标 K因子法整定补偿网络参数有很大的局限性，有些情况下可以根据如下规则整定,根据仿真结果，进行调整： 对于FesrFs/2 对于FesrFs/2 小结 TAEC 算法在Pspice中的实现 直流分析 交流分析 电压模闭环控制系统 K因子补偿算法在Pspice中的实现 SMPS Pspice Simulations 2009 * SWJTU SWJTU 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Ps