 |  | | | | 我今天设计案例大概是分成五个部分，我准备的案例大概有几十个，所以今天的重点是演示而不具体讲Mathcad软件怎么用，Mathcad这个软件有非常详细的帮助文档，包括一些网络上可以下载的一些书籍可以看到，所以我重点讲的就是Mathcad在电路分析计算中的应用。
第一：电路分析计算可能大家在刚学习开关电源的时候会去比较深一些了解公式，或者对反激变换器做一些简单设计时可以用到这方面东西；
第二：用于环路设计，开关电源中非常重要的部分。电路分析计算的话大家用纸和笔就可以算，但是环路分析一般会设计到波形图，还有曲线，包括要设计补偿器，这时用纸和笔的方式显得效率会比较低，或者做起来速度会比较慢，这个时候用Mathcad非常合适。
第三：针对完整的电源设计的案例，从它输入的条件，到最后我们把每一个元器件电流电压应力、效率可以初步做计算，因为很多器件的损耗模型是很清楚的，因此可以在设计电源实际的装置之前，比较准确的去分析每个器件，像我们比较关心的器件如变压器，还有驱动的一些损耗可以做比较详细的分析，我在这方面做的案例比较多，我们通常做完之后一般会跟实际的样机结果做对比，我的经验感觉这个分析还是比较准确的。
第四：损耗分析有个模型，准确度基于这个模型的分析，模型是非线性的，用比较专业的软件做拟合，会比较清楚。
第五：是波形方面的分析，我主要介绍像PFC，Boost电流波形的谐波分析，包括公因数、开关频率的分析，还有做一些开关损态的分析，来找到EMI 的源头的频谱。
|
|
|
|  | | | | | | 大家对陈桥梁博士的演讲有什么疑问，可以在本帖进行回复，将由陈桥梁博士进行解答！
本帖将陆续更新本次演讲的全部内容，敬请大家期待！
-----------------未完待续---------------- |
|
|
|
|
|
| | | | |  | | | | | | | | 让博士放个简单点的电源设计实例出来，让大家见识下，看博士们是如何设计电源的吧。 |
|
|
| | | | | | | | | | | | | 第二部分我跟大家分享一下控制环的设计。
我们一般首先要建模，模型可以把常用的拓扑转化成可以解析的公式，这时候可以对拓扑的方程进行分析。
这是几年前我在做光伏逆变器的项目，拓扑结构比较复杂，要考虑很多杂散参数的影响。
首先建模，可以在Mathcad里面把它的开关状态写出来，然后写公式。基于这样一个开关周期的平均会得到开关周期平均后的函数，它可以做一些简化分析，这样可以得到一个传递函数，之后你可以把你的条件，比如像输入电压，占空比等设置出来，然后就可以把上面的方程直接转到这个地方可以对它进行一些分析。
这个是直接采用开关模型得到的，两种效果差不多，用Mathcad进行比较，都可以完成。如果是通过解析方式，我有一个案例，是我在五年前用手推的，给大家做个对比。可以把它这个都写出来，但是这个东西其实很多，像开关模型就需要做很多分析，整体的工作量非常大，我用了一周时间还没搞完，有一步错了就前功尽弃了。Mathcad功能可以替代这些方面的工作，你需要做的事情是对它的结果用其他软件或者从它的波形图上看效果，工作量上形成了一个比较大的反差，所以我推荐大家用这个软件来做这个方面的工作。
这是我做光伏逆变器的时候的一个例子，这个结构相对来说比较简单一点，采用单向的光伏逆变器，从头到尾的情况。
从你的输入条件，一直到后续，采用什么调试方式，这个公式不像之前那么复杂，直接可以把它写出来，写出来之后就可以把它转化成的波形图，你可以知道两个双极点在什么地方，需要补充的相位在什么地方，通过这样的方法你知道什么是它的扰动量，剩下的事情通过Mathcad就可以完成。做一些分析之后得到波形图，然后就可以做一些补偿器的设计，补偿之后是一个大概什么样的情况，做一下分析，电流环的设计，后面你可以基于电流环整个闭环函数可以设计外环，电压环就是母线控制环，这些结果出来之后，你可以把它包括整个像输入电流。这个是非常方便的，虽然其他一些软件可以完成，但是Mathcad你可以看到它中间的过程，包括可以作为不同补偿器的比较的时候，你可以把几条曲线都画出来，或者哪一种补偿器比较好，这个比较直观，这是对控制环的设计。
刚才我们讲的反激设计是简单的，现在要做一个比较详细的在一个虚拟平台上的完整的电源设计分析，电压电流应力都可以得到，像这个设计包含器件的模型，你看像整流二极管，这个模型可以通过曲线拟合，然后通过曲线拟合变成分段函数，直接把曲线描述出来，这个曲线干什么用，给你一个VF值和电流变化，通过这个软件计算到输入电流变化情况，可以把它的每点电流对应的电压计算出来这样进而把功耗计算出来，这是一个模型。
其他的模型MOSFETE的模型，可以把它的损耗写出来，有的公布出来有一些曲线可以拟合，这样可以得到Eon和Eoff的曲线，这个是后面整个变换器规格的设计，采用的是Flyback，你可以把输入电流的描述写出来，输入电流的平均值和峰值可以写出来，时间可以写出来，包括功率因数是多少可以写出来。0.984是理论上最高的功率因数。有一些计算结果之后，像现在电流都有了，包括它的频率，这样你可以对每一个器件，像mos管可以计算它的损耗，输出二极管，整流二极管损耗都可以写出去。包括变压器的损耗，都可以做，还有像一些损耗的模型，还有变形公式，不同频段时候系数不一样可以通过关系弄出来可以把变压器的不同电压时候的损耗可以算出来。还有这样最后就可以得到一个效率，整个一个效率的情况，这个效率就最后你可以得到在样机出来之前你可以得到一个效率曲线，计算的点比较多。
效率曲线对我们刚开始设计之初方案的选择我觉得是非常有帮助，理论上知道你这个变换器理论上的效率到什么程度，前提是对你每个器件的损耗模型要比较精确，刚才提到这些损耗模型都不是根据它这个简单的电压和电流交叠算出来的，这个曲线是从90V有效值到220V有效值的时候，符合匹配度很高，这个工作在电源没有做出来就可以得到这些东西，是非常方便的一件事情。这个是PV系统的设计，这个拓扑相对来说比较复杂一些，也可以做从头到尾的设计这个设计更复杂，这个时候用这个软件优势就非常明显，因为它有很多解方程的东西，包括求极值的东西，还有很多变量，有一个范围，这个Mathcad可以很好的限定他多少伏到多少伏的变化，三角形内部求极值都可以很好的求出来，包括每个开关器件电流有效值都可以得到这些东西。
损耗的话就是说，损耗计算要做的话其实像这个损耗计算大家如果公司有条件可以搭一个损耗模型，根据结果测定开关损耗，最后变成一个库地每一种器件都可以把它的损耗曲线得到，这个可以直接放到Mathcad里面去，这个模型会比较准确，贴合实际模型，效果会好一点，这里面是损耗模型的计算。甚至你可以画波形图，可以把它的每个器件的损耗理合曲线画出来，只要得到分段函数就可以写出来功耗情况。到后面最后你可以得到损耗二维带颜色的效率的范围。这个可以把这个函数直接导到excel里面去。可以直接把数据写到excel里面去，Mathcad数据一变，表格里面的数据也会变。
还有波形分析，有了示波器你可以把波形直接导到Mathcad里面去，这个就是一些数据文件，有的就像我们用的力科示波器支持把文档导出。你可以把波形进行复线，直接画出来，左边电压波形右边是电流波形，可以对电流波形做一些二次计算，就是它的公因数是多少，包括谐波分析，从基波到后面，包括比重可以得到这样一个情况，可以通过Mathcad软件做一个后处理这个是比较方便的事情。还可以对波形做（FT）分析，怎么对示波器提出EMI调试，他基于这样一个频谱仪，其实Mathcad可以直接把波新导出来，示波器或者频谱仪有时时的功能更好一点，导出来之后可以做FIT分析，取决于你示波器和探头，如果采样点非常深，理论上的分析是非常高的，如果配一个比较好的示波器和一个比较好的探头，可以做一个开关频段设计，可以把开关器件损态模型导出来，它的频谱不一样，这个时候如果你没有频谱仪或者是探头的时候，你可以把它的电压和电流直接导到Mathcad里面去，这样也可以得到一个比较好的比较，这个是它的一个状态。
我今天给大家讲的内容是泛泛讲的五个方面的内容，讲的大家有点晕，大家对这个案例一个一个学一下，我相信这个软件对大家后期的帮助是非常大的。软件能够拓展看问题的本质，并且把我们做事情的效率提高，但是软件终归是计算机做的事情，最终的结果就是大家要对结果进行详细的分析，定性的理解，软件只会告诉你结果，这个结果对不对，有什么规律需要大家自己进一步理解或者配合其他的软件计算来验证它的规律，今天要讲的内容就这么多，谢谢大家。
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 谢谢，已经用IE下载完成，但是我用mathcad14.0，文件里的3D-plot 图形不能显示，该如何设置 |
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | 已经解决了，你看下是否可以下载了，如果不行，可以更换下浏览器！ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | 啊 不是不是 是过期后还能使用部分免费功能 也是正版软件哦 有兴趣请联系我 世纪电源网小李Q2103063728 |
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 可以打电话问021-61065534，刚才点下载页面，看到右上角写着，联系方式 |
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | Mathcad 15.0还真要学习一下这个，有没有这个的安装软件和具体资料呀，，， |
|
|
|
|
| | | | | 楼主，母线电容纹波电压的例子里面第一行是什么参数， |
|
|
|
| | | | | | | Mathcad 14.0还真要学习一下这个，先收藏了，有视频讲解就好了 |
|
|
| | | | | 你好，可否分享一下视频里提到的pwm inverter simulation.mcd这个文件
|
|
|
|
用的什么浏览器
用IE试试 我的IE可以下载 谷歌不行
听说正版要好几万 个人不适合买
WM inverter simulation.mcd"
津公网安备 12010402000296号