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【10周年】用simplis验证环路理论(三)
阅读: 8745 |  回复: 56 楼层直达

2013/07/12 14:28:09
1
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

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在这一个环节,我们来看电源环路里面的另外一个重要角色,运放。不管你用电源控制芯片直接构成环路,或是用431光耦,或是直接用集成运放。

他们的主要角色就是运放。

2013/07/13 17:19:44
2
letflying
电源币:22 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:35
LV4
连长

大师级的帖子,必须跟啊。

顺便问下大师,simplis里的运放的model level默认是2,和理想运放的差别很大,那我们在设计反馈回路时,如何考虑这部分差别?

2013/07/15 17:40:26
3
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

simplis的运放,分level2和1,1忽略了一些参数,2考虑的参数更多一点。

但是在理论设计的时候,都是按照理想运放来计算,但是在真正调试的时候,就需要考虑运放的不理想性。

2013/07/15 21:05:59
4
letflying
电源币:22 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:35
LV4
连长
sometime老师,这堂课可否结合着理想运放和实际运放,利用simplis来给我们讲下呢?很期待呢
2013/07/17 15:13:30
5
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

虽然运放具有各种参数,但是在做环路的理论分析时候。先假设运放具有理想特性。

不然的话,理论分析就会变得非常复杂。

2013/07/17 15:17:48
6
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
那么一个理想的运放具有什么样的特点呢?
2013/07/17 15:22:32
7
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

先看一下simplis里面的运放参数

 

2013/07/17 15:24:13
8
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

simplis的运放模型分level1和level2, level1考虑的参数比较少,参数后缀加了(level 2)的只在level 2中才有。

所以level 1更接近理想运放特性。

2013/07/19 12:49:39
9
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
接下去,我们先用理想运放来验证补偿理论
2013/07/19 13:03:54
10
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

先来看所谓的1型补偿

 

2013/07/19 13:08:10
11
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

单纯从理论分析,就可以得知这是个单极点补偿,而且这个极点是零极点,也就是说极点的位置在直流点。

那么仿真的结果如何呢?

 

2013/07/19 13:09:15
12
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
可以看到,的确是个单极点特性,而且具有90度相位。这个极点的位置在直流点。
2013/07/19 13:11:30
13
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

但是光知道极点位置在直流点,还是无法确定这个曲线的位置,那么还需要知道哪个点呢?

在这里还有一个点可以肯定,就是增益为0db,也就是1的时候,这个频率是多少?

 

2013/07/19 13:13:47
14
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

根据上图可以计算的到,这个频率大概为159Hz

那么对照一下bode图,的确是在这个位置.

2013/07/19 14:59:20
15
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

接下去,看2型补偿

 

2013/07/19 15:00:36
16
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

2型补偿的传递函数为:

 

2013/07/19 15:18:26
17
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

这包含了,2个极点,一个零点

如果C2远远大于C1,那么公式可以简化

除了一个零极点之外,还有一个零点和极点

 


2013/07/19 15:23:59
18
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

那么看一下仿真结果

的确可以看到除了,一个零极点之外,还有一个极点,和一个零点。 

2013/07/19 15:26:06
19
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

根据公式可以计算得到,那个零点位置在16Hz,极点在16KHz

对照仿真结果,可以看到基本吻合。

2013/07/19 15:28:45
20
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

但是除了零极点的位置,还有一个重要的参数,就是中间这个平台的增益是多少,

那很简单就是  R3/R1

2013/08/08 20:36:49
37
gaohq
电源币:65 | 积分:5 主题帖:51 | 回复帖:484
LV8
师长
我仿真后这个曲线图怎么不出来啊? 仿真是通过了的。
2013/07/19 17:22:51
21
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

显然,3型补偿就是更为复杂的补偿方式

 


2013/07/19 17:24:45
22
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

在这种补偿里,除了2型补偿的零极点之外,又多了一对零极点。

其传递函数为

 

2013/07/22 10:08:41
23
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

看一下仿真的结果

 

2013/08/07 11:51:25
34
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长

sometimes 老师,我想请教下,为什么我按照你的图形画的原理图仿出来的结果差异那么大,我附上图形及源文件,有空帮我诊断下

2013/08/07 11:57:33
35
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长

 

sometiems老师,为什么我按照你上面的图形自已画的图仿出来的结果差异那么大。

上班的电脑受限,发个贴动不动就死机,我下面附件我的sxsch文件

2013/08/07 11:59:12
36
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长

2 

这是我用simplis 6.2画的原理图

2013/08/08 21:03:48
38
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
你的运放设置,要设成level1
2013/08/09 08:34:50
42
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长
不知道怎样改成level 1,我和你的SCH对比了一下,发现可能是运放的Value值不一样,可是这个Value值是在protyties属性选项在哪里,为什么我调用出来的器件默认就是level2,没有找到level 1的运放。
2013/08/09 08:39:57
43
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长
 
2013/08/09 08:42:51
45
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长
我这个运放只能用右键单击才会有反应。不能像楼主所说的那样改参数
2013/08/09 08:41:16
44
hunter-007
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:34
LV4
连长
我左键双击运放后没反映,不知道老兄用的是什么版本的。我用的是6.2的,是不是这个版本没有这个功能,我们公司用的是正版的呀?还是我安装的有问题。
2013/08/09 10:01:04
46
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
怎么会,我也是6.2的正版,双击就可以,点击右键选edit part也可以。
2013/08/08 21:27:58
41
gaohq
电源币:65 | 积分:5 主题帖:51 | 回复帖:484
LV8
师长
仿真后没有波形图出来,怎么调出来啊?
2013/08/09 10:02:01
47
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
不会啊,这个图上是加了bode图测试器的,会自动出来
2013/07/22 17:37:54
24
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

当然,事实上,实际的运放并没有那么理想,运放的各种参数都会对环路分析有些影响。

主要是运放自身的带宽,输出电流能力,输出电压速率等影响比较大。但是对于实际的开关电源,多数隔离电源的带宽往往在10K以下,而非隔离的多数在100K以下,所以往往运放的那些参数对环路的影响并没有那么大。

2013/07/23 20:34:21
25
gaohq
电源币:65 | 积分:5 主题帖:51 | 回复帖:484
LV8
师长
楼主,象UC3842,FAN7930,FSFR2100 等这些常用的电源IC在那个库里找啊?
2013/07/24 15:10:14
26
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
PSU controller 里面有uc3842,但是其他的IC库里是不自带的。
2013/07/24 18:58:57
27
lq520yxh520
电源币:20 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:43
LV3
排长

老师向你学习,能把这个运放的仿真的实例共享下了 向您致敬


2013/07/25 08:24:14
28
蒋洪涛
电源币:4342 | 积分:5 主题帖:14 | 回复帖:330
LV6
团长

学下仿真

2013/07/25 20:34:44
30
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
fb2-3 
2013/10/31 22:56:07
48
letflying
电源币:22 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:35
LV4
连长

sometimes老师:

我将三型补偿中的运放替换成了LMV321,并在Simetrix环境下进行环路仿真,得出的bode图和在simplis环境下的理想运放的bode图差别很大。

请问这是因为仿真环境的差别还是理想运放和实际运放参数的差别导致了如此大的不一致? 

 

 

 

 

2013/11/01 11:38:06
49
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
你的图裂了
2013/11/01 20:04:47
50
letflying
电源币:22 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:35
LV4
连长

图片已经附上,仿真文件放在这里

test1.rar

 

2013/11/02 20:04:11
51
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长

实际运放和理想运放,会有差别,但不会有巨大差别。

你仿真出现巨大差别的主要原因,有两个,一个是你实际事上开环的仿真,而实际运放是有偏置电压,偏置电流等参数,所以实际运放在闭环的时候,正负端输入电压是有一个偏差电压,而不是相等的。如果你强制相等,就是破坏了反馈条件。

所以你要闭环仿真来验证。

第二,实际运放你要考虑供电的电压。

2013/11/02 20:22:51
52
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
amp2.rar你看这个
2013/11/03 13:04:35
53
letflying
电源币:22 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:35
LV4
连长

我那个Simetrix仿真里的运放忘记添加VCC,发现给运放添加电源后的仿真还是和simplis结果相差甚远,于是改成老师的闭环仿真电路,结果见上图。

在低频段实际运放LMV321和理想运放的bode图拟合的非常好,在超过5KHz的频率后,其频率特性开始出现偏差,但变化趋势还是和理想运放一致的。

2013/11/03 18:32:26
54
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
如果你用高性能的运放,那么仿真结果应该越接近理想。
2013/07/25 09:08:51
29
lwjhappymyt
电源币:3 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:14
LV3
排长
simplis是个软件吗,能否给我发个啊529665975@qq.com
2013/07/25 20:35:30
31
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
http://bbs.dianyuan.com/topic/1447269
2013/07/25 23:02:57
32
alk_shi
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:46
LV4
连长
站位学习!
2013/07/27 23:41:19
33
xufunengg
电源币:4 | 积分:0 主题帖:42 | 回复帖:58
LV5
营长
感觉你的帖子里面都是用这个软件做的仿真哦?和saber有什么区别、哪个好用些了?
2013/08/08 21:06:08
39
sometimes[荣誉版主]
电源币:353 | 积分:26 主题帖:123 | 回复帖:1322
LV9
军长
这个软件是针对开关电源开发的,而saber是个大型仿真系统
2013/08/08 21:16:42
40
gaohq
电源币:65 | 积分:5 主题帖:51 | 回复帖:484
LV8
师长
大师上个光耦+431的例子上来吧,这个运用更普遍。
2016/02/23 10:46:24
55
安静了
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:3
LV1
士兵

坐地听课

2016/02/24 10:00:16
56
故知在他乡
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
看看
2020/03/19 22:04:41
57
dy-sVqHIFeZ
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
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