控制電路的SPICE仿真模型

控制電路的SPICE仿真模型

　　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）
　　x——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。

　?。?）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)。軟件用改進節(jié)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(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，就可以對電路或系統(tǒng)進行仿真分析，包括輸出計算結(jié)果、打印出瞬態(tài)時域響應特性或小信號頻域特性等。