基于UCC3960做的原邊啟動副邊控制的磁隔離DC-DC變換器Saber仿真，已做出電路

好多公式和電路，

原邊啟動，副邊控制磁隔離開關(guān)電源---隨意引用，引用請說明出處，保留一切權(quán)利

原邊啟動，副邊控制磁隔離開關(guān)電源仿真

 

第一部分 使用Saber有限狀態(tài)機(jī)對UCC3960進(jìn)行建模

一Saber仿真軟件介紹

Saber 是Synopsys 公司開發(fā)并于1987 年推出的模擬及混合信號仿真軟件，被譽(yù)為全球最先進(jìn)的系統(tǒng)仿真軟件，也是唯一的多技術(shù)、多領(lǐng)域的系統(tǒng)仿真產(chǎn)品。與傳統(tǒng)仿真軟件不同，Saber 在結(jié)構(gòu)上采用硬件描述語言(MAST)和單內(nèi)核混合仿真方案，并對仿真算法進(jìn)行了改進(jìn)，使Saber 仿真速度更快、更加有效、應(yīng)用也越來越廣泛。應(yīng)用工程師在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，建立最精確、最完善的系統(tǒng)仿真模型是至關(guān)重要的。

Saber是混合信號、混合技術(shù)和線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)仿真環(huán)境。Saber的設(shè)計(jì)輸入、仿真工具、功能強(qiáng)大的波形顯示和分析能力、綜合全面的模型庫以及模型生成工具得到了高度評價(jià)，利用這些功能，設(shè)計(jì)人員能夠在不同詳細(xì)程度下分析各個(gè)物理學(xué)領(lǐng)域之間的相互作用。先進(jìn)的分析和集成自動化能力讓設(shè)計(jì)人員能夠在系統(tǒng)的虛擬原型上實(shí)施優(yōu)化、穩(wěn)健設(shè)計(jì)和故障式影響分析(FMEA)。SABER經(jīng)過了多個(gè)行業(yè)數(shù)百成功設(shè)計(jì)的實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)化為顯示的優(yōu)選解決方案。

Saber有如下的優(yōu)點(diǎn)，適合功率電路的建模和仿真工作。

在系統(tǒng)、電路、部件和集成電路層面上執(zhí)行仿真 達(dá)到當(dāng)前先進(jìn)水平的設(shè)計(jì)編輯和數(shù)據(jù)可視化工具 完整成套的模型庫和建模工具 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的建模言(MAST、VHDL-AMS) 穩(wěn)健設(shè)計(jì)和自頂向下和自底而上設(shè)計(jì)方法 針對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)硬件/軟件聯(lián)合驗(yàn)證 通過先進(jìn)的分析來優(yōu)化成本、性能和可靠性

二UCC3960特性

         UCC3960可以滿足任何副邊控制開關(guān)電源對于原邊控制器的要求。這個(gè)原邊控制器能以60kHz～360kHz的開關(guān)頻率自由運(yùn)行，同時(shí)當(dāng)副邊控制信號存在的時(shí)候也可以同步副邊的開關(guān)頻率和開關(guān)狀態(tài)。應(yīng)用較小體積和低損耗的脈沖變壓器使得變換器擁有較高的帶寬。同樣的，高帶寬的好處可以消除由于系統(tǒng)初始精度和光耦老化帶來的環(huán)路增益和相位的變化給系統(tǒng)帶來的影響。同時(shí)，芯片內(nèi)部還包含了欠壓栓鎖，低電流啟動，軟啟動、5V電壓基準(zhǔn)和高電流驅(qū)動電路。

三UCC3960建模

         Saber可以識別由mast語言建立的期間模型。同時(shí)，Saber內(nèi)擁有一套完整的MAST語言和狀態(tài)機(jī)建模機(jī)制。電路級仿真所使用的模型就是通過上述方法建立的。

         1器件的電器端口定義

         UCC2960是原邊啟動控制器，能夠很好的應(yīng)用在副邊控制單端隔離離線式開關(guān)電源控制電路中。UCC2960的封裝形式為8引腳SOIC，這8個(gè)引腳皆為功能引腳。除電源輸入和地線外，還有PWM輸出、軟啟動控制、電流檢測等6個(gè)功能引腳。

         在Saber系統(tǒng)中器件引腳定義如圖1：

         vin，gnd：控制芯片的電源輸入。

         refpin：芯片參考電壓輸出，向系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓參考。

         gatepin：PWM輸出，驅(qū)動功率半導(dǎo)體元件。

         sspin、fbpin：sspin通過外接電容器控制芯片的軟啟動，在軟啟動過程中PWM輸出的占空比從0%變化到72%；而fbpin與sspin的工作波形差值形成了芯片的控制信號，在軟啟動完成后芯片根據(jù)該信號與副邊開關(guān)頻率和開關(guān)狀態(tài)開始同步，完成控制轉(zhuǎn)移。

         rtpin：定時(shí)端口，通過外接電阻控制芯片軟啟動的開關(guān)頻率。

         cspin：電流檢測端口，與電流檢測電阻或電流互感器連接，進(jìn)行原邊過流檢測。

         Saber中模型的定義和實(shí)際元件相同，下面進(jìn)行芯片的行為級描述。

         2仿真模型的行為級描述

    ⑴電阻定時(shí)的實(shí)現(xiàn)

    rtpin引腳輸出的電壓為2V，如果連接一個(gè)電阻到地，將在電阻中產(chǎn)生電流。由于芯片內(nèi)部存在鏡像電流源連接的振蕩電路，外部電阻就可以設(shè)定系統(tǒng)的振蕩頻率。

    仿真模型中的頻率為，Iset是電阻內(nèi)流過的電流。

    自由振蕩頻率為。如使用22.2K的電阻，則振蕩頻率為360.36kHz。

    ⑵軟啟動

    sspin引腳提供了原邊軟啟動的功能。這個(gè)引腳須外接電容，由一個(gè)7uA的恒流源對電容進(jìn)行充電，以設(shè)定在啟動時(shí)PWM輸出的占空比上升速率。這個(gè)引腳同樣是脈沖變壓器的交流地，同時(shí)也提供了fbpin引腳的直流偏置。電容充電的極限值為5V。

    在模型中，通過數(shù)學(xué)計(jì)算的方法，來實(shí)現(xiàn)軟啟動的控制。

    占空比的定義：。

在軟啟動過程中，占空比從0%至72%變化，此變化和外接軟啟動電容上電壓上升速率有關(guān)。所以占空比隨電容電壓變化的數(shù)學(xué)描述為：

式中：Dmax是最大占空比72%，Vss是sspin引腳上的電壓

由于控制器的控制，軟啟動過程從sspin引腳上電壓上升到1V開始，直到引腳電壓達(dá)到5V時(shí)結(jié)束，如果此時(shí)副邊仍沒有控制信號傳遞到原邊控制器，控制器將以72%的最大占空比一直工作下去。

在軟啟動時(shí)，PWM的開啟時(shí)間，關(guān)閉時(shí)間，將上述分析結(jié)果帶入式中分析，得到開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間的數(shù)學(xué)表達(dá)：

，單位s。

，單位s。

最后，結(jié)合MAST語言，確定模型中使用的參數(shù)為：

PWM開啟時(shí)間：timeout(ton)

PWM關(guān)閉時(shí)間：timeout(toff)

⑶控制權(quán)移交

    當(dāng)原邊軟啟動正在進(jìn)行時(shí)，有能量通過功率變壓器傳遞到副邊。此時(shí)副邊獲得能量開始啟動。副邊開始工作以后，有控制信號通過脈沖變壓器傳遞到原邊控制芯片。若在原邊軟啟動完成之前，有控制信號傳遞到原邊，控制器將PWM輸出控制權(quán)轉(zhuǎn)交給副邊，占空比和頻率隨副邊控制電路變化；否則原邊將以72%的占空比一直運(yùn)行下去，啟動失敗。

    上述的過程就是控制權(quán)移交。

圖2控制信號與驅(qū)動波形

    根據(jù)具體電路的要求，副邊傳遞的信號如圖2所示，是副邊控制電路PWM微分后的電壓波形。圖中繪制的圖形是fbpin和sspin引腳上電壓的差值。UCC3960要求此信號的幅值須比sspin引腳上電壓高出±1V，控制信號才能被UCC3960接受。同時(shí)UCC3960對信號的寬度有要求， 超過控制門限的電壓波形寬度應(yīng)在25ns至200ns之間，這個(gè)時(shí)間太短或太長，控制器輸出的PWM波形將發(fā)生形變，不能很好地驅(qū)動功率半導(dǎo)體元件。

圖3 UCC3960可接受的波形

    ⑷過流檢測與原邊過流保護(hù)

    UCC3960控制芯片擁有原邊過流檢測功能。

其過流檢測有兩種方式：

①檢測輕微過流

輕微過流檢測的門限是1V，即當(dāng)電流檢測引腳上的電壓幅值或峰值達(dá)到1V時(shí)，控制器認(rèn)為電路進(jìn)入輕微過流狀態(tài)。此時(shí)控制器將收回控制權(quán)，停止PWM輸出，同時(shí)對軟啟動電容進(jìn)行放電。當(dāng)軟啟動電容上的電壓放電至1V時(shí)，控制重新對軟啟動電容進(jìn)行充電，進(jìn)入軟啟動狀態(tài)。

②檢測嚴(yán)重過流

當(dāng)電流檢測引腳上的電壓幅值超過1.375V時(shí)，控制器檢測到原邊發(fā)生嚴(yán)重過流。此時(shí)控制器將收回控制權(quán)，將停止PWM輸出，控制器關(guān)閉，不再進(jìn)入軟啟動的狀態(tài)，直至控制器重新上電。

3 UCC3960的狀態(tài)機(jī)模型

         以上分析步驟分析了原邊控制器的功能，并抽象成數(shù)學(xué)模型?，F(xiàn)針對UCC3960的功能進(jìn)行狀態(tài)機(jī)模型的建立，即控制器在實(shí)際工作過程當(dāng)中是在不同的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的。

         圖4說明了UCC3960的狀態(tài)機(jī)工作流程：

 

 

 

 

 

圖4有限狀態(tài)機(jī)模型

         Ini：初始化，在這里定義了器件在初始工作時(shí)的一些直流變量。

         Set：器件初始化過后，器件開始工作，在監(jiān)測到輸入電壓正常后，各個(gè)功能部分開始工作。在此狀態(tài)中，設(shè)置了定時(shí)電阻的端口電壓，軟啟動時(shí)的充電電流和參考電壓。

         Softstart(block)：在此方框中包含了兩個(gè)狀態(tài)，是軟啟動過程中占空比變化的過程。其中SSL和SSH狀態(tài)分別控制了軟啟動時(shí)PWM低電平和高電平的輸出。其過程轉(zhuǎn)換條件控制了占空比。

         BackDrive(block)：在此方框中同樣也包含了兩個(gè)狀態(tài)。在控制器軟啟動過程中接受到控制轉(zhuǎn)移信號時(shí)，由軟啟動狀態(tài)到后級驅(qū)動狀態(tài)。同樣的，兩個(gè)狀態(tài)L和H分別控制了PWM輸出的低或高，而占空比的傳遞則靠fb和Vss電壓的差值來決定了。

         Backss：器件監(jiān)測到輕微過流發(fā)生，器件將SS放電，同時(shí)關(guān)閉PWM輸出。使器件重新進(jìn)入軟啟動的狀態(tài)。

         Shutdown：器件監(jiān)測到嚴(yán)重過流發(fā)生，或欠壓發(fā)生時(shí)，器件將SS放電，器件關(guān)閉，轉(zhuǎn)入completesdown狀態(tài)。

         S12～S19：當(dāng)監(jiān)測到軟啟動電容上電壓達(dá)到參考電壓時(shí)，停止向電容充電。

        

至此，就完成了UCC3960建立行為級模型的工作。

 

四仿真器綜合

         僅僅有了控制器的行為級模型還不能夠在仿真器中使用。在進(jìn)行整體電路仿真時(shí)，還應(yīng)在電路圖編輯環(huán)境下進(jìn)行網(wǎng)表的提取和仿真器綜合才能在Saber中使用。

 

五功能驗(yàn)證

         如圖？所示，控制器在啟動時(shí)的占空比變化。當(dāng)軟啟動電壓達(dá)到1V時(shí)占空比開始從0開始增加，直到軟啟動電壓達(dá)到參考電壓時(shí)，占空比達(dá)到最大72%。

 

圖5 功能驗(yàn)證

第二部分 隔離變壓器建模

1磁隔離變壓器建模方法

         1電路中使用磁隔離變壓器的參數(shù)

         電路采用的磁隔離變壓器采用PC40材質(zhì)的P7/5的罐形變壓器，共初級次級兩個(gè)繞組。Np：Ns=4：4，Lp=5.4uH。

         2繪制B-H曲線

         如圖所示是PC40材質(zhì)的磁性材料的B—H曲線。圖上共計(jì)四條曲線，分別代表了不同溫度下的磁件的特性。在后面的建模過程中將用到幾條典型的溫度曲線進(jìn)行溫度仿真。

         圖6：PC40材質(zhì)典型B-H曲線

打開Saber的磁性材料建模工具，首先看到的是B-H繪制工具。有兩種方法進(jìn)行磁性材料B-H曲線的繪制方法：           圖7描點(diǎn)繪制的B-H曲線

         1調(diào)整B-H曲線的參數(shù)獲得想要的B-H曲線形狀。

         2采用描點(diǎn)的方法繪制圖形

         我們使用的是第二種方法，采用描點(diǎn)的方法。最大的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確，比較好的擬合了材質(zhì)提供商提供的資料。

         圖？就是使用描點(diǎn)的方法繪制的25度時(shí)PC40材質(zhì)的B-H曲線。

         3設(shè)置使用變壓器的形狀

         P7/5罐形磁性材料的橫截面積是圓環(huán)形狀的，反映在圖形上如圖？所示。在條件中輸入所使用材料的有效磁路長度的氣隙長度，表征材料形狀“帶有孔洞的圓”的外徑和內(nèi)徑。這樣，磁性材料的磁芯形狀和物理參數(shù)就設(shè)計(jì)好了。

 

圖8 傳輸變壓器模型建立

         4設(shè)置繞組數(shù)量和繞組參數(shù)

         首先確定繞線窗口的形狀。繞線窗口是一個(gè)2.1mm×1.05mm的矩形窗口，初級和次級的匝比為4比4。那么在“Window”選項(xiàng)卡中填入窗口的參數(shù)，并在Item中設(shè)置繞組的參數(shù)共兩個(gè)繞組，8匝線圈。

         到現(xiàn)在為止，磁性材料的參數(shù)就建立完成了。重復(fù)上述步驟，將PC40，PC44和PC50材質(zhì)的常溫模型和高溫模型建立完成。

2功能驗(yàn)證

         模型建立完成后，進(jìn)行功能驗(yàn)證，以檢查模型是否正確。

         在saber中，使用以下電路進(jìn)行驗(yàn)證：

圖9 傳輸變壓器功能驗(yàn)證

 

         電路Isot就是我們剛剛建立的隔離變壓器的模型。為了仿真高效，沒有把原邊和副邊的繞組進(jìn)行隔離。脈沖源的頻率為400kHz。驗(yàn)證結(jié)果如下圖所示：

 

     

圖10 PC40材質(zhì)25℃                      圖11 PC40材質(zhì)125℃

      

圖12  PC44材質(zhì)25℃                   圖13 PC44材質(zhì)125℃

 

  

圖14  PC50材質(zhì)25℃                     圖15  PC50材質(zhì)125℃

         數(shù)據(jù)整理如下：

        

 

         由表中數(shù)據(jù)可以得出，使用建立的磁性材料仿真模型，在測試電路一致，只有溫度不同的條件下，PC40材質(zhì)的高低溫時(shí)的測試數(shù)據(jù)差別最下。也就是說，在實(shí)際電路中采用材質(zhì)PC40的磁性材料制作隔離變壓器，傳遞信號的穩(wěn)定性最好

         建立磁性材料的方法還有一種，就是同過磁性材料的完整物理參數(shù)，例如磁導(dǎo)率，原副邊匝數(shù)，耦合度等等建立磁性材料的模型。但是這種模型建立需要完整參數(shù)，適合從微觀上認(rèn)識磁性材料的特性，且建立模型的時(shí)間長，仿真時(shí)間也比較長。所以在建立磁性材料的過程中，我們放棄使用了這種方法，主要原因是磁性材料的參數(shù)少，而在聯(lián)合仿真的過程中時(shí)間長。

 

 

第三部分 開關(guān)電源仿真

 

一：常用分析仿真方法

         1．DC Operating Point Analysis直流工作點(diǎn)分析

         直流工作點(diǎn)分析方法用于分析電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。電路的靜態(tài)工作點(diǎn)也可以理解為電路的初始直流工作點(diǎn)。此方法分析的結(jié)果是電路中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)在初始直流偏置下的情況。

         2．Small AC Signal交流小信號

         交流小信號分析常用于電路的頻域相應(yīng)（也就是小信號的傳遞函數(shù)）。

         3．DC Transfer直流傳遞函數(shù)

         獲得電路的頻域傳遞函數(shù)。

         4．Transient瞬態(tài)仿真

         瞬態(tài)方針是電路方針中最常用，也是用的最多的方針方法。瞬態(tài)方針的分析結(jié)果說明了電路在時(shí)域中，由初始狀態(tài)驅(qū)動的詳細(xì)狀況。根據(jù)仿真精度的不同，顯示的細(xì)節(jié)也不盡相同。瞬態(tài)仿真也是電路功能驗(yàn)證的好助手。

         5．Operating Point/Transient直流工作點(diǎn)和瞬態(tài)的聯(lián)合方針

         此仿真方法常用于分析電路在不同的直流偏置下的時(shí)域響應(yīng)。此方針可以充分的了解到電路對于初始偏置條件變化所產(chǎn)生的相應(yīng)過程。

         6．Pole-Zero極點(diǎn)零點(diǎn)分析

         在電路確定的情況下，電路中的極點(diǎn)也就隨之確定了。而電路中的零點(diǎn)是隨著電路中直流偏置的不同而發(fā)生變化的。此分析方法主要是為了獲得電路中的極點(diǎn)情況，包含了極點(diǎn)的頻率，和在復(fù)平面上的增益。

         7．Vary變化

         電路中元件的參數(shù)一般不會是嚴(yán)格的標(biāo)稱值，往往會有一定的誤差。電路中元件的之中誤差通常會很小，但是在電路中各個(gè)元件積累下的誤差會使電路變得不穩(wěn)定，所以運(yùn)用Vary方法檢查電路設(shè)計(jì)的裕度。

二：電路仿真過程和結(jié)果

         1編輯電路圖

         步驟1：在原理圖編輯環(huán)境中，將之前建立好的控制器模型導(dǎo)入?？刂破髂Ｐ途庉嬐戤吅蟊４嬖谟脩魩?span>(user lib)中。

步驟2：在通用庫中找到需要的元件，依次放入電路圖中，并編輯參數(shù)。為驗(yàn)證電路功能，還未使用隔離變壓器的模型。

步驟3：連接互連線

編輯好的電路圖如下圖所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖16   Ucc2803控制電路（上圖）              圖17  磁隔離變壓器（右圖）

 

圖18ucc2960控制電路

圖19 功率電路及輔助電源

2直流工作點(diǎn)分析

運(yùn)行直流工作點(diǎn)分析，將會得到一個(gè)報(bào)表，報(bào)表中包含了電路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的直流工作點(diǎn)情況。

圖20直流分析設(shè)置

DC Operating Point報(bào)表顯示了電路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始電壓情況，其中Vaux是副邊輔助電源電壓，Vo為輸出，Vpi是電路的輸入。它們的數(shù)值顯示，在電路初始狀態(tài)下，它們的電壓為0。

         3瞬態(tài)分析

         瞬態(tài)分析開始于仿真時(shí)間0時(shí)刻，結(jié)束于20m，仿真步長1nS。在經(jīng)過10分鐘漫長等待后，獲得了電路瞬態(tài)工作情況。

圖21 瞬態(tài)分析設(shè)置

圖22啟動時(shí)主要電壓波形

圖23控制部分電壓波形和輸出電壓

        

         瞬態(tài)分析完成后，我們獲得了ucc3960和ucc2803共同配合的磁隔離DC/DC變換器的工作波形。通過觀察和測量各主要輸出波形，可以看見電路能夠良好的工作，且電路正常工作時(shí)的各個(gè)參數(shù)接近設(shè)定的參數(shù)，如占空比，設(shè)定30% ，通過仿真測量為27.7%，考慮到仿真的誤差，可以認(rèn)為仿真的結(jié)果能夠反映磁隔離DC/DC的工作狀態(tài)。

而在一般的方針方法中，還有直流工作點(diǎn)和瞬態(tài)聯(lián)合仿真和Vary和Pole-Zero聯(lián)合仿真。這兩種方法將在環(huán)路穩(wěn)定性仿真中進(jìn)行使用。

        

        

三 CCM正激電源理論分析

         CCM即電流連續(xù)模式，CCM正激電源拓?fù)渚褪请娫茨K在額定工作參數(shù)范圍內(nèi)工作時(shí)，電感電流處于連續(xù)工作狀態(tài)。

         圖示為正激拓?fù)?，基本電路由儲能元件變壓器和電感電容、功率半?dǎo)體元件MOSFET和肖特基二極管組成。其小信號傳遞函數(shù)為：

 

其中：，，，

         根據(jù)小信號傳遞函數(shù)，可以獲得CCM狀態(tài)下開環(huán)傳遞函數(shù)。

圖24：CCM正激電路傳遞函數(shù)。

二環(huán)路特性測量原理

圖25 環(huán)路穩(wěn)定性測量原理

如圖25所示，是電源環(huán)路閉環(huán)測試。測試時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀向環(huán)路中注入一定頻率和幅度的小信號（一般是正弦信號）到環(huán)路當(dāng)中。此時(shí)環(huán)路仍工作在閉環(huán)狀態(tài)。如圖？，將誤差放大器輸出耦合一個(gè)小信號，小信號的幅值為V3。然后這個(gè)小信將和誤差放大器的輸出共同對環(huán)路產(chǎn)生影響。如網(wǎng)絡(luò)分析儀測量的信號是注入到誤差放大器輸出端的信號和誤差放大器的輸出，也就是圖中C點(diǎn)和B點(diǎn)，所比較的結(jié)果就是電路的閉環(huán)特性；如果測量信號為C點(diǎn)和OUT+，那么比較的結(jié)果就是開環(huán)特性。

四環(huán)路特性

1開環(huán)仿真

         運(yùn)用直流工作點(diǎn)和瞬態(tài)聯(lián)合仿真，同時(shí)使用TDSA環(huán)路掃描工具，以獲得電路開環(huán)的傳遞函數(shù)。TDSA的仿真原理和環(huán)路特性測量原理是一樣的。

                  

圖26TDSA測量工具                               圖27開環(huán)環(huán)路特性

         通過讀圖，特性曲線中當(dāng)增益為零時(shí)的相位是61°，而考察相位的曲線發(fā)現(xiàn)相位曲線沒有過穿過-180°。所以系統(tǒng)在開環(huán)情況下，看似相位裕度很好，已經(jīng)不用補(bǔ)償了。但是發(fā)現(xiàn)，相位曲線本身就不存在過零點(diǎn)。此時(shí)的直流增益也存在著相移，但這種相移是滯后的，要通過補(bǔ)償電路進(jìn)行閉環(huán)補(bǔ)償。

2補(bǔ)償

         補(bǔ)償?shù)膮?shù)根據(jù)開環(huán)的仿真進(jìn)行確定。在相位裕度上，補(bǔ)償后的相位裕度應(yīng)不小于40°，而對于相位曲線應(yīng)盡快下壓，使之穿過-180°。而此時(shí)的增益裕度應(yīng)不小于XX。

         通過仿真我們確定了補(bǔ)償電路的參數(shù)。經(jīng)過仿真后，我們得到了補(bǔ)償電路的幅頻特性曲線。

 

 

 

圖28補(bǔ)償電路的幅頻特性

 

 

3閉環(huán)

         最后，結(jié)合開環(huán)和補(bǔ)償電路的仿真，我們得到了補(bǔ)償電路的參數(shù)。

圖29 閉環(huán)特性

         通過測量得到的曲線，得到增益裕度為-46dB，相位裕度為67°。根據(jù)控制理論中的理論，可以判斷整體電路的穩(wěn)定性良好，能夠滿足要求。

 

 

 

 

第四部分 結(jié)論

 

本文利用saber有限狀態(tài)機(jī)建模工具，對UCC3960進(jìn)行了行為級建模，并通過局部電路仿真，驗(yàn)證了UCC3960有限狀態(tài)機(jī)模型的行為級參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了UCC3960軟啟動、控制權(quán)轉(zhuǎn)移，過流檢測和控制等功能。

通過利用變壓器建模工具，對磁隔離變壓器進(jìn)行了建模和仿真，對比了幾種常用的磁性材料，并驗(yàn)證了磁隔離變壓器的功能。

最后，通過電路整體聯(lián)合仿真，驗(yàn)證了磁隔離變換器的電路功能，并利用TDSA工具對電路環(huán)路進(jìn)行分析和矯正，實(shí)現(xiàn)了完整的磁隔離變換器的設(shè)計(jì)仿真。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附：AMS語言描述的UCC3960狀態(tài)機(jī)模型（節(jié)選）

         語言描述的器件模型包含了17狀態(tài)和17狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的33個(gè)條件，具體處理過程省略。

# Created with StateAMS 1.6.

element template ucc3960 vin gnd fbpin sspin refpin gatepin cspin rtpin

electrical vin, gnd, fbpin, sspin, refpin, gatepin, cspin, rtpin

{

    foreign transition

    state nu current_timeout=0, timeout1=-1, timeout2=-1, timeout3=-1, \

        timeout4=-1, timeout5=-1, timeout6=-1, timeout7=-1, timeout8=-1, \

        timeout9=-1, timeout10=-1, last_active1, last_active2, active=1, \

        eq1=9, profile1=1, svector1[9]=[0,0,0,0,0,0,0,0,1], eq2=3, profile2=1, \

        svector2[4]=[0,0,1,0], eq3=6, profile3=1, svector3[8]=[0,0,0,0,0,1,0, \

        0], eq4=2, profile4=1, svector4[3]=[0,1,0]

    state time tbegin1=0, tend1=0, tbegin2=0, tend2=0, tbegin3=0, tend3=0, \

        tbegin4=0, tend4=0

    val nu s1_1, s1_2, s1_3, s1_4, s1_5, s1_6, s1_7, s1_8, s1_9, s2_1, s2_2, \

        s2_3, s2_4, s3_1, s3_2, s3_3, s3_4, s3_5, s3_6, s3_7, s3_8, s4_1, \

        s4_2, s4_3

    val v vic, vss, vrt, cs, gate, ref, fb

    var i iss, irt

    var nu var1, var2

    # Process including states ("ini","set","SSL","SSH","H","L","backss",

    # "shutdown","S12","S13","S14","S15","S16","S17","S18","S19",

    # "completedown").

        # Transition from state "set" to state "SSL".

        # Transition from state "SSL" to state "backss".

        # Transition from state "SSH" to state "backss".

        # Transition from state "H" to state "backss".

        # Transition from state "L" to state "backss".

        # Transition from state "SSH" to state "S12".

        # Transition from state "SSL" to state "S14".

        # Transition from state "SSL" to state "SSH".

        # Transition from state "SSH" to state "SSL".

        # Transition from state "SSH" to state "H".

        # Transition from state "SSL" to state "L".

        # Transition from state "H" to state "L".

        # Transition from state "L" to state "H".

        # Transition from state "ini" to state "set".

        # Transition from state "backss" to state "set".

        # Transition from state "SSL" to state "shutdown".

        # Transition from state "SSH" to state "shutdown".

        # Transition from state "H" to state "shutdown".

        # Transition from state "L" to state "shutdown".

        # Transition from state "S12" to state "S13".

        # Transition from state "S13" to state "SSH".

# Transition from state "S14" to state "S15".

        # Transition from state "S15" to state "SSL".

        # Transition from state "H" to state "S16".

        # Transition from state "S16" to state "S17".

        # Transition from state "S17" to state "H".

        # Transition from state "L" to state "S18".

        # Transition from state "S18" to state "S19".

        # Transition from state "S19" to state "L".

        # Transition from state "shutdown" to state "completedown".

        # Transition from state "SSH" to state "L".

        # Transition from state "SSL" to state "H".

        # Transition from state "backss" to state "shutdown".