理论教育 使用OrCAD/PSpice建模CCM下的平均模型

使用OrCAD/PSpice建模CCM下的平均模型

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面简单介绍CCM下平均模型在OrCAD/PSpice10.0中的建模,关于OrCAD/PSpice用户库的制作方法和具体步骤将在本章4.4.1节中详细介绍。打开OrCAD/PSpice10.0仿真软件,进入OrCAD/Capture界面。为了建立CCM1平均开关网络的子电路模型,这里输入文件用文本输入方式,采用文本网表仿真,因此首先要创建Or-CAD/PSpice文本。图4-10给出了CCM1平均开关网络模型在实际仿真Buck变换器控制-输出传递函数时的仿真电路,相关的具体应用将在本章4.4节中详细介绍。

使用OrCAD/PSpice建模CCM下的平均模型

Pspice的计算步长是采用变步长算法,对于周期性开关状态变化的电力电子电路而言,将造成把大量的时间耗费在寻求合适的步长上,从而导致计算时间的延长。若采用实际模型仿真,会耗费大量的仿真时间,尤其对于复杂电路进行仿真时,有时数据的准确性较低,甚至会产生不收敛现象,使仿真过程发生异常中断或仿真“失败”。解决上述问题的方法是建模,对实际电路建立数学模型,用数学模型创建子电路替代实际电路模型,达到缩短仿真时间和较好的收敛性。

由上节分析可知,任一双开关变换器包含无源元件构成的时不变线性网络和开关网络两部分,在保持拓扑结构不变的条件下用等效电压源或等效电流源代替开关网络,可得到开关网络的平均等效电路,如图4-6所示。这个开关网络的平均等效电路具有普遍性,因此可将其制成仿真软件的一个子模块,并置于仿真软件的用户元器件库中,供用户仿真时直接调用,它与用实际模型进行仿真相比,可节省仿真时间,不易发生仿真“失败”现象。下面简单介绍CCM下平均模型在OrCAD/PSpice10.0中的建模,关于OrCAD/PSpice用户库的制作方法和具体步骤将在本章4.4.1节中详细介绍。

打开OrCAD/PSpice10.0仿真软件(有关OrCAD/PSpice10.0安装知识可参见附录A),进入OrCAD/Capture界面。为了建立CCM1平均开关网络的子电路模型,这里输入文件用文本输入方式,采用文本网表仿真,因此首先要创建Or-CAD/PSpice文本。采用文本输入方式要用到PSpice语句,对于一个用PSpice语句编制的电路文本输入文件,主要包括:①电路标题语句;②电路描述语句;③分析类型描述语句;④输出描述语句;⑤注释语句;⑥结束语句。

对于图4-7所示的一般双开关网络,其平均开关网络的子电路模型如图4-8所示,而在OrCAD/Capture界面中,建立CCM1的子电路网表联接如图4-9所示,其中,Et代表一个电压控制的电压源,控制量为<u2t)>Ts,它是图4-7中节点3与节点4之间的一个开关周期内的平均电压,Et的受控量是节点1与节点2之间的一个开关周期内的平均电压,占空比用节点5的平均电位表示,即有dt)=u(5),d′t)=1-dt)=1-u(5)。Gd表示一个电流控制的电流源,控制量为<i1t)>Ts,它是从节点1流到节点2的一个开关周期内的平均电流,Gd的受控量是从节点4流到节点3的一个开关周期内的平均电流。因此,CCM1的子电路网表联接中的12、13条语句与式(4-4)是等效的。图4-10给出了CCM1平均开关网络模型在实际仿真Buck变换器控制-输出传递函数时的仿真电路,相关的具体应用将在本章4.4节中详细介绍。

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图4-7 一般双开关网络

978-7-111-28688-2-Chapter04-12.jpg(www.daowen.com)

图4-8 平均型开关网络的子电路模型

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图4-9 CCM1的子电路网表联接

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图4-10 Buck变换器控制-输出传递函数仿真电路

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