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LED boost driver 的simplis 仿真

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doaer
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  • 2012-4-10 11:58:41
为了更好的理解LED boost driver的特性,尤其是补偿电路的设计,在Simplis中建立如下仿真图,其中利用非线性电阻来模拟LED特性(10 LED串联):



LED 电流波形:




仿真文件

LED boost.rar
参考文章:
System Analysis of CCM Dual-Loop Controlled Light-Emitting-Diode Boost Drivers.pdf
doaer
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  • 2012-4-13 15:31:25
 
上述参考文章的分析过程不便应用于实际的分析中,相关的分析式是高熵形式,需推导可应用于实际开发中的等式,基于Ridley的电流模型和V. Vorperian的Pwm switch mode了,可得




补偿到输出传递函数的增益相位图为


补偿的设计为





doaer
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  • 2012-4-13 15:33:52
 
环路为


相应增益相位图为


注: simplis 的仿真结果已导入Matchcad中,与模型的计算结果做相应的比较。
eric.wentx
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  • 2012-4-14 14:01:37
 
doaer兄,此LED BOOST DRIVER封装可否对应于市面上的IC?
doaer
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  • 2012-4-14 14:07:25
 
RT9293 等,这是一个峰值电流模式控制的模型,很多市面上的IC都可由该封装直接修改。
eric.wentx
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  • 2012-4-14 14:15:05
 
如此及时啊...谢谢
如果按IC来更改此封装,SS SENSE FB应该都需要调整吧
doaer
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  • 2012-4-14 14:16:28
 
是的,包括开关频率及斜坡补偿参数。
sunxj_007
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  • 2012-4-28 11:44:12
 
楼主真厉害呀。
whereismycat
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  • 2012-4-28 12:14:48
 
楼主能不能做个FAN7530的?
doaer
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  • 2012-4-28 16:05:23
 
你可以比对7530和6561的差异,在模型上修改即可。
whereismycat
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  • 2012-4-28 18:37:25
 
差异很大,控制模式都不一样,7530都不需要乘法器
doaer
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  • 2012-4-29 19:49:47
 
确实差异挺大,一个电压模式,一个电流模式,我做了一个如下,请帮忙验证。
基于FAN7530 PFC 仿真(Simplis)
whereismycat
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  • 2012-4-29 22:02:42
 
THANK YOU,下载下来学习
whereismycat
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  • 2012-4-29 23:43:15
 
可能有些BUG,MOT不是那样的,MOT波形发生器是产生一个1-5V的三角波,应该说是锯齿波,而且频率不是固定的,开始点应该从ZCD的开始点算起。
楼主的MOT波形发生器频率是固定的,造成馒头波两头频率和中间频率一样。
楼主觉得呢
doaer
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  • 2012-4-30 11:02:43
  • 倒数10
 
1MOT的定义:
This pin is used to set the slope of the internal ramp. The voltage of this pin is maintained at 2.9V. If a resistor is connected between this pin and GND, current flows out of the pin and the slope of the internal ramp is proportional to this current.

pin的电压是2.9V,内部斜坡与流过接在该脚电阻的的电流成比例,如下图所示,此处用一个流控电流源实现。



2.如何确定内部斜坡

根据AN6027的描述,可评估出等效的电容C2. The slope of the sawtooth is determined by an external resistor connected at the maximum on time (MOT) pin. The voltage of the MOT pin is 2.9V and the slope is proportional to the current flowing output of the MOT pin. The maximum on time is determined when the output of the error amplifier is 5V. When a 40.5kΩ resistor is connected, the maximum on time is 24μs. As the resistance increases, the maximum on time increases, because the slope decreases. The MOSFET on time is zero when the output of the error amplifier is lower than 1V.

whereismycat
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  • 2012-4-30 11:56:45
  • 倒数9
 
但楼主的MOT充电时间不是从ZCD动作(电感电流下降到0,驱动开始为高)开始。
结果造成的为定频率的DCM模式,而不是变频的BCM.
楼主可以测量一下馒头波两端和中心的频率,是一样的。但实际肯定不一样


whereismycat
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  • 2012-4-30 12:00:27
  • 倒数8
 
因为斜率是固定的,FB电压也是直流。
如果从关断的时候开始充电,就会造成 关断到关断 的时间是 固定的,即定频
只有从开关管导通开始充电,才会 导通到关断 的时间是固定的,即FAN7530的 固定导通时间控制
doaer
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  • 2012-4-30 14:23:41
  • 倒数7
 
理想状况下,电感电流为零时,Mosfet 应立即导通,但因Mosfet 的输出寄生电容和电感谐振,致使会有一段时间电感电流保持为零,如下图所示, (AN-6027)

在仿真图中,去掉开关并联电容, 所得仿真波形如下所示:
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  • 2012-4-30 14:31:58
  • 倒数6
 
即使去掉了开关并的电容,楼主的还是固定频率,而不是固定导通时间
whereismycat
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  • 2012-4-30 14:39:24
  • 倒数5
 
我说的不是电容造成延迟的问题。
下图为去掉开关并电容后,MOT波形发生器和电感 波形,红色的是电感电流,蓝色的是MOT.
可以看到,MOT部分不是从电感电流为0的时候充电,这就造成了原本应该是CONST ON TIME 变成了 固定频率

doaer
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  • 2012-4-30 18:07:12
  • 倒数4
 
你是对的,控制放电开关的接线接法有点问题,我已做了修改,CS 波形和Ramp波形如下:

模型也已上传,请再此确认。
whereismycat
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  • 2012-4-30 18:26:38
  • 倒数3
 
感谢楼主,从楼主的例子上,学到了ZCD,TIMER,跨导放大器,MOT单元 等细节上的实现,最终实现一个可以工作的PFC电源,非常感谢
北冥有余
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本网技师
  • 2021-10-22 16:59:04
  • 倒数2
 
想请问一下楼主,用楼主的文件仿真了一下AC,发现仿真错误,请问这是出现了什么问题呢?
海上之旅
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本网技师
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  • 2022-1-6 18:20:52
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大神,初学者,SIMPLIS设计BOOST,搭建环路不能启动,详情见附件4

Boost_design.rar

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