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【Follow Me】开关电源建模与环路设计(基于LTspice)

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二手电工
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高级工程师
  • 2011-12-2 04:40:02
其实以前在友坛(无21)上也开过一个帖子,想探讨下环路设计方面的事情,但帖子刚刚开始就被我遗弃了,原因有几个,
首先是自感学识不足,怕误人子弟;
第二个就是没有太多时间,
最后一个,但并不是最不重要的原因,就是上传图片后系统自己处理加上去的水印太大,把本来的图片都遮完了.....

再次重新发帖,不希望好为人师,只希望能跟大家探讨交流,比如前一段时间发起的关于磁芯气隙储能的讨论帖,深水炸弹作用很明显。
另外,用自己的语言,能够把问题讲清楚,这对自己的知识系统的梳理和查缺补漏是非常有益处的,以前经常受益于此。
还有,就是希望推广LTspice的应用,作为一个简约而不简单的免费软件,Linear公司的Ltspice是非常值得学习的,毕竟放心,合法的使用,心情舒畅。而且语句跟Pspice极为相近,并且模型可以采用Pspice的模型,很多的芯片和半导体公司都提供Spice的模型下载。

帖子会参照Basso的那本Switch Mode Power Supplies Spice Simulation and Practical Designs的建模和环路部分,而且仿真的例子也借用书中的例子,仿真原理图和库文件会在帖子中包括,方便讨论和借鉴。
收藏收藏3
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高级工程师
  • 2011-12-2 06:57:30
 
太好了环路设计
紧跟学习
blueskyy
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总工程师
  • 2011-12-2 08:24:02
 

学习 ~
liyonghe
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高级工程师
  • 2011-12-2 08:55:01
 
坐等
zlpql
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高级工程师
  • 2011-12-2 09:13:02
 
图片在哪里?
ericaxzh
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助理工程师
  • 2011-12-2 09:26:25
 
关注!
jacklee1
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初级工程师
  • 2011-12-2 09:26:54
 
先感谢楼主能开这么好的话题帖子,环路设计一直是摸不着头绪。建议楼主最好能图文并茂的讲讲!
Bodoni
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  • 2011-12-2 10:18:19
 
感谢!
baohai_2004
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高级工程师
  • 2011-12-2 12:54:04
 
来的猛烈些吧
二手电工
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高级工程师
  • 2011-12-2 16:15:33
 
Section 1.
模型 开关模型,平均模型
系统 大信号系统,小信号系统


任何一个系统,如果要去很好的控制它的话,应该知道它的属性,比如传递函数,比如频率模型,在开关电源中,难点在于存在着开关器件,所以系统是非线性的,随着开关的ON和OFF,变换器的等效电路不停的在两种状态间切换。所以关于SMPS的控制,在一开始还是经历了一段时间的探索,直到70年代Cuk和Middlebrook采用状态空间法对SMPS进行建模,关于它们动态特性的认识才有了突飞猛进的发展。

为什么要对SMPS建模,模型的种类很多,但是纵使再复杂的模型,也不能穷尽一个真实的物理器件,就拿一个简单的电阻来说吧,最简单的模型就是一个电阻值R,再复杂点,加上它的寄生电感,电容,再复杂点,加上它的温度系数,再复杂点,是不是要考虑它的直流阻值和交流阻值是不一样的,再复杂点,交流阻值是如何精确的建模?再真实些,是不是要考虑它的功率等级,再复杂点....
一个简单的电阻,都无法真实的复现它的物理特性,但同时还可以再问一句,搞这么复杂有意..义.吗?(语气请参考范伟),模型复杂度的取舍应该跟你所要看的精度和范围有关,比如就一个简单的电阻分压网络的话,最基本的阻值模型就够了,加上其他的也没意义。

所以,模型是有所为,有所不为,要对起决定意义的部分和频段建模,舍去不需要考虑的部分。
例如,SMPS的建模,它其实是关注的是开关频率下(下-之前,也就是f<fsw)的系统响应,而对系统的高频部分不关心,根据采样定理来看,超过了1/2的开关频率,即使考虑了该频段的特性,同样是被淹没了。
blueskyy
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总工程师
  • 2011-12-2 16:23:38
 
SMPS的建模,它其实是关注的是开关频率下的系统响应.......
对此表示疑义
二手电工
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高级工程师
  • 2011-12-2 16:40:54
 
下,表示的意思是以下,也就是之前
blueskyy
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LV10
总工程师
  • 2011-12-2 16:44:51
 
关键的地方还是要特别的注意, 共勉 呵呵~

f<<fsw(不要被我的插嘴打断了兄台的思路和文章的完整性。我以后不插嘴,等待您的大作一气呵成 ~)
二手电工
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高级工程师
  • 2011-12-2 17:20:25
 
呵呵,这个不会一气呵成的,东西太多,如果能说好,说全的话。
二手电工
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高级工程师
  • 2011-12-2 17:19:43
 
状态空间,这个理论直到前几年我才开始觉得自己慢慢懂了,大学时候只是觉得它是枯燥的矩阵表达,只是微分,只是能够通过复杂的转换来得到传递函数,实在是对State Space的理解太浅薄。
状态,什么可以选为状态?电压,电流?电容的电压,电感的电流?为什么?
我不会去参考状态是如何定义的,那些记住的,迟早还会还到书上去;但肯定的一点就是状态,必须是跟能量相关的参数,因为只有它们才是真正让系统有不同频率响应的原因,电感,电容的阻抗随着频率的不同而不同,所以才会形成的各种传函跟着频率来变化,正是因为能量的变化跟频率息息相关,所以能量的决定量才是系统响应的最本质的症结。
可以回顾下,状态变量是如何来取的,你会在教科书上看到一个状态变量表,例如
电感 -> 电流
电容 -> 电压
物体 -> 速度
弹簧 -> 形变量
转动物体 -> 角速度
。。。。。。


OK,接下来,以最简单的Buck电路问题,来看状态空间的建立
tanzhiyuan03
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高级工程师
  • 2011-12-2 22:19:53
 
顶大师!
跟着高手好好学习理论知识。
DAXSX
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副总工程师
  • 2011-12-3 19:37:07
 
必须留下脚印
welcome211
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助理工程师
  • 2011-12-4 01:31:24
 
期待大师继续跟着学习
笨小孩1114
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高级工程师
  • 2011-12-5 14:35:23
 
很形象!理解的很深刻。从基本知识到完成一个实例仿真,继续电工!
笨小孩1114
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高级工程师
  • 2011-12-5 14:33:38
 
不错,这方面的知识非常欠缺,定期要更新哦!
二手电工
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高级工程师
  • 2011-12-5 19:46:57
 
笨小孩1114
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高级工程师
  • 2011-12-5 20:05:02
 
&nbsp;电工 兄,可以整理成文档学习比较方面啦。
eric.wentx
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  • 2011-12-9 22:02:51
 
不错,自己正在看状态空间平均法建模。。。
不过GOOGLE DOC好像一般人打不开。。。
east_14
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高级工程师
  • 2011-12-10 08:18:58
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能不能弄个百度或者其他什么 google doc 果断打不开~~
eric.wentx
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  • 2011-12-12 13:45:08
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笨小孩1114
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高级工程师
  • 2011-12-15 21:28:33
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期待楼主继续更新啊!等待学习哈!
eric.wentx
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  • 2012-9-23 15:00:36
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一年后再看,仍收益不少,特别是自己正在用LTSPICE.
tmsdxm001
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助理工程师
  • 2011-12-12 13:26:52
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讲的好 顶
fengyi12
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高级工程师
  • 2011-12-9 21:53:57
 
关注
晶纲禅诗
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  • 2011-12-9 23:23:53
 
很不错的话题! 进来学习.....
渔舟唱晚
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  • 2011-12-10 08:00:29
 
最好来个深入浅出,很多同仁对环路的知识知道的少之又少。期待讲解。
smartin
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期待大战环路,
Moderator
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高级工程师
  • 2011-12-13 22:00:31
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关注!
zhoushm5
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高级工程师
  • 2012-9-23 15:11:44
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学习中~~~~~
283458469
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楼主,继续啊 ,学习中!
luck2013
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期待此仿真软件的大师多来讲课,
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