
3.自建子電路,庫
有時候為了畫圖方便,而庫里面有沒有現成的,我們需要自己建立子電路或者庫,把一個功能模塊的電路另存為一個電路文件,提供響應的接口,另外一個電路調用它,而不需要把整個子電路在圖上畫出來,或者是干脆封裝成一個庫文件,直接調用庫就可以了。
這里通過做一個 “壓控振蕩器”(類似LLC頻率隨FB電壓改變)的例子來表明一下如何制作庫或子電路。
需要能自己定義參數:最大頻率,最小頻率,增益(1V輸入電壓對應多少K的輸出頻率)
首先建立原理圖,如下:
添加兩個模塊端子VCTRL,FOUT (按H鍵可以添加模塊端子)
另存為VCO.sxcmp(在另存為對話框中 保存類型選擇第二項即可,表示是一個元件文件) 如下圖
然后點擊Simulator菜單中的 Create Netlist as Subcircuit…,建立網絡表
然后后命名為VCO,點OK確定,再點OK
會彈出一個如下的框框,把文字全部復制下來,粘貼到記事本里面去,然后另存到C:MYMOD目錄。另存文件可以命名為VCO.MOD
為了可以實現輸入參數,我們要把VCO.MOD稍作修改,把影響這些的值修改為變量
在第一行最后加入params: Gain=10k Fmin=20k Fmax=50k (表示默認1V對應10K頻率,最小頻率20K,最大頻率50K)
把V2 ARB1_N3 0 10K 改為 V2 ARB1_N3 0 Gain
把V3 ARB1_N4 0 Fmin改為 V3 ARB1_N4 0 Fmin
把V4 ARB1_N5 0 Fmax 改為V4 ARB1_N5 0 Fmax 保存
然后點擊File——Model Library——Add/Remove Libraries…
同第二節 導入PSPICE庫 的操作過程一樣,只不過把選擇的目錄由PSPICE目錄改為你剛才這個MOD文件的目錄(C:MYMOD)
選中下框的,點擊Add,然后點OK
然后點擊如下圖菜單,為剛才的模型指定一個符號
打開對話框后,在左邊欄里找到VCO,再點擊右邊的Auto Create Symbol鍵,為VCO自動創建一個符號。
再點擊右邊的New Category鍵,輸入MYMOD,點OK
然后點擊下方的Apply Changes鍵,好了,我們可以使用這個新創建的VCO庫了。
新建一個原理圖,點擊Place——From Model Library…,找到剛才建立的庫
在左邊的欄里找到MYMOD,選中右邊的VCO,然后點下方的Place放置元件。
建立好原理圖如下,選中元件,點右鍵菜單的第二項為編輯參數。
參數設置如下,Gain設置為5k,表示輸入1V輸出就是5K的頻率。Fmin設為4k,Fmax設為20k,表示最小輸出頻率為4k,最大輸出頻率為20k.
V1是個從0-10V變化的分段電壓源
再看仿真結果,是不是和設計的相符合呢
子電路的建立更簡單,這里就不再說了。
5 用SIMETRIX仿真開環BUCK
按下圖畫好原理圖
放置直流電源,壓控開關,方波電源V2,理想二極管,電感,電容,電阻,探頭,一個簡單的理想BUCK電路就完成了。
再看仿真波形,發現疊加在一起了。
沒關系,按波形窗口 Curves菜單中的Stack All Curves就可以展開
展開波形如下。
6.用SIMPLIS 仿真BUCK電路:POP分析,AC分析。
實際上SIMETRIX/SIMLIS包含SIMETRIX和SIMLIS兩個仿真內核,SIMETRIX是用的PSPICE內核,而SIMLIS是一個基于分段線性元件建立的內核,所以速度更快,可以直接找到開關電路的穩定工作點,可以不用平均模型,直接從原理圖上得到傳遞函數。
首先要選擇SIMLIS內核。
按下圖點擊菜單。
再選擇第二項,按OK
可以畫圖了。
V2是個三角波,V3是FB信號,V2和V3比較后形成一個方波作為驅動信號。5V 的FB電壓對應100%的占空比
可以看到仿真波形如下,但速度卻快了很多,20ms的仿真時間3秒鐘就完成了。
如果不想看穩定的過程,直接看穩定后的結果,并且要得到VB對輸出的波特圖,就要借助POP分析。
首先要加入一個POP Trigger,就是圖中的X1,必須加在有周期性信號的地方,比如圖中的三角波發生器。
要看波特圖,要加入AC源(圖中的V4)和波特圖觀察器(在Probe AC/Noise菜單可以找到)
然后很重要的一點,要在分析設置對話框中設置POP分析的參數,按下圖勾選,Max.period時間要大于開關周期時間,比如本例開關頻率為50K,那么這個數就要大于20u,這里取50u
然后運行分析,直接得到了穩態值和波特圖。
7.一些簡單的實例:橋式整流加恒功率負載—表達式的應用
填谷PFC PF值計算-波形的分析和處理
啟動時間的仿真-使用受控源
(1)橋式整流加恒功率負載—表達式的應用
我們想知道橋式整流后大電解上的電壓波形,但是又不想做一個完整的反激電路,我們可以假設反激電源是個恒功率負載,是不是可以做一個簡單的恒功率負載達到目的呢
用表達式可以實現!
如下圖,輸入電壓是90VAC/50HZ,電解電容是20U,V2是10V表示輸入功率10W.
整個恒功率負載其實就是ARB1,其實是個表達式,更可以看作多功能的受控源,在PLACE菜單能找到
在里面設置兩組電壓輸入,一路電流輸出,如下圖
并在框里輸入V(N2)/V(N1).表示輸出電流等于V2上的電壓除以大電解上的電壓
看仿真波形,大電解上的電壓波形不是很低嘛,有90V以上
(2)填谷PFC PF值計算-波形的分析和處理
如何計算填谷PFC 的PF值呢,PF=有功功率/視在功率,波形的計算功能能幫我們達到目的。畫好圖,加入恒功率負載,并添加輸入電壓和輸入電流的探頭,如下圖
運行仿真,再得到波形后點圖上的RMS按鈕求的有效值
再點Plot菜單Mutiply Two Curves,得到電壓和電流相乘的波形
分別選中電壓和電流,點OK
于是我們得到了一個計算出來的波形,再點AVG,求出平均值,即是有功功率
我們算出PF=20.52/(90*0.2726)=0.836
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