Программа схемотехнич моделир Micro-Cap 8 М.А.Амелина 2007-600RM (967609), страница 7
Текст из файла (страница 7)
С( — конденсатор фильтра, й(. — сопротивление нагрузки. Подсхема Х1 представляет собой ШИМ-контроллер для системы управления ИИВЭП на основе однотактных преобразователей напряжения с управлением относительной длительностью проводящего состояния силового ключа (в англоязычной терминологии — Чойаде Мог(е, ЧМ). Подсхема ШИМ- контроллера РууМЧМ описана на языке ВР!СЕ, при клике мышью на ней в режиме.й, открывается окно с текстом описания подсхемы (см.
рис. 2.16). Ее выводы имеют следующее назначение: ° Е — вход сигнала отрицательной обратной связи, поступающего на инвертирующий вход внутреннего усилителя рассогласования ШИМ- контроллера, На этот вход заводится сигнал, пропорциональный выходному напряжению (в нашем примере — с делителя 811 — й13). ° СМР— выход усилителя рассогласования, соединенный с инвертирующим входом ШИМ-компаратора.
Между выводами СМР и ЕВ включается внешняя цепь отрицательной обратной связи усилителя рассогласования, выполняющая функции корректирующего звена. Внешнее корректирующее ' звено (на схеме совокупность ВС цепей й1, С1, й11, С2, СЗ, й2) при подключении к усилителю рассогласования ШИМ-контроллера образует Р!О- ре~улятор, обеспечивающий устойчивость и необходимые динамические параметры стабилизатора.
° 00Т вЂ” выход драйвера силового ключа ШИМ-контроллера, подключается к управляющему электроду (базе, затвору) силового транзистора однотактного преобразователя. ° !МАХ вЂ” вход защиты по току силового ключа. Сюда заводится сигнал с датчика тока силового ключа (в нашем примере — резистора йэепве). При превышении потенциалом на входе (МАХ значения параметра подсхемы ггпак срабатывает внутренний защитный компаратор, сбрасывающий ВЯ- триггер, управляющий драйвером силового ключа. Поступление открывающего напряжения на затвор силового транзистора прекращается. Для получения пусковой характеристики стабилизатора напряжения необходимо выполнить анализ переходных процессов при нулевых начальных условиях 2его (рис. 2.17) без установки опции Орегабпд Ро(п(.
Зададим отображение в окне результатов графиков выходного напряжения Ч(!оаг!) и тока двухобмоточного дросселя, пересчитанного на первичную сторону ((( 11)+ +(Ч(г*!((.22). Приведенный ток дросселя позволяет на одном графике анализировать как процессы накопления энергии (определяемые первичной обмоткой), так и передачи энергии в нагрузку (определяемые вторичной обмоткой). Физически такой ток ни в одном из компонентов схемы не протекает, однако эта удобная абстракция позволяет анализировать процессы в двухобмоточном дросселе так же, как и в обычном, однообмоточном.
Аналогичные результаты можно получить, если задать вывод токов (((.11) и (((.22) на одном графике, но с разными масштабами по оси т'. Тогда токи будут полностью соответствовать реальным процессам в преобразователе напряжения. зг Программа схемотехнического лоодеоировония ВГГсгоСар-В ~000 О500 0ОО, енто ое 0 Л (5 Рис. 2.17.
Пусковая характеристика импульсного стабилизатора Из этих графиков видно, что установившееся значение напряжения на нагрузке равно 15 В. Отсутствие сильных колебательных процессов обеспечивается соответствующим выбором цепей коррекции (методику обеспечение устойчивости см. в [9, 10)). Внутреннее опорное напряжение ШИМ-контроллера является параметром макромодели и задается при установке ее в основную схему.
В рассматриваемом примере опорное напряжение йе(тб В (см, параметры подсхемы Х1 на рис. 2.16). В установившемся режиме напряжение, снимаемое с делителя й11 — й13, должно быть равно опорному, поэтому для получения на выходе напряжения 15 В коэффициент деления выбран равным трем. Используемая цепь коррекции обеспечивает на постоянном токе очень большой коэффициент усиления, поэтому замкнутая система стабилизации поддерживает среднее значение выходного напряжения на уровне 15 В с высокой точностью [9, 10). М!сгоСар-8 позволяет подробно рассмотреть отдельные участки графиков, полученных в результате анализа. Для этого используется лупа координат. Рассмотрим в увеличенном варианте напряжение на нагрузке и ток двухобмоточного дросселя.
Для этого, не выходя из режима анализа, активизируем режим Зса)е Моде ~~л и выделим протяжкой левой клавиши мыши прямоугольные области на каждом из графиков. Результат выполнения двух команд данного режима (лупа координат) представлен на рис. 2.18. Теперь можно более подробно рассмотреть пульсации напряжения на выходе схемы и токов ,2.
Краткой оэнакомнт»»ьный экскурс зз дросселя. Для получения диаграмм токов и напряжений преобразователя в установившемся режиме работы можно дополнительно провести расчет в течение нескольких периодов коммутации из предварительно сохраненных начальных условий. Представляют интерес также другие токи и напряжения схемы импульсного стабилизатора в установившемся режиме, например ток стока и напряжение между стоком и истоком силового транзистора, мощность, рассеиваемая на ключе. Для построения других интересующих нас графиков поступим следующим образом. Сохраним значения переменных состояния в конечной точке расчета пусковой характеристики (в ней стабилизатор находится практически в стационарном режиме работы).
Для этого сначала выполним команду Тгалз~ел~ МаГе 1»апаЫез эг Ескгог ( в ). Откроется окно редактора начальных условий (рис. 2.18). Нажимаем кнопку И»п(е и соглашаемся с предложенным именем файла начальных значений, совпадающим с именем текущего файла. »Н """.".Е'.+. ' " "ч'ту -~ ' 'а» » в г = в- тэе~ ° ° н1. кпзвГШеша»ы*.»» Г»»в.~чума*»авп~жТыееюег н»е»овес» сн н »6 .
'» е»е Рис. 2.18. Использование лупы координат и редактора начальных условий Теперь изменим установки анализа переходных процессов в окне ТгалзГелГ Апа(уз»з Уш)з (рис. 2.19). Во-первых, изменим опции запуска анализа (йцл Орйюлз): из списка В(а(е МалаЫез выберем гтеа<3. Во-вторых, изменим время анализа (Типе Калде) на время, равное приблизительно двум периодам коммутации. При тактовой частоте Ее=10 кГц период составляет 10 мкс. Поэтому зададим время расчета равным 21 мкс.
34 Програлема ехелеотехничееного лгаделнрования МгегоСар-М В-третьих, зададим вывод графиков интересующих нас переменных состояния; напряжения, тока и мощности силового ключа; выходного напряжения драйвера силового ключа, напряжения на входах компаратора, напряжения выхода тактового генератора ШИМ-контроллера (подсхемы Х1). Результаты моделирования представлены на рис. 2.20. Колебательные процессы на силовом ключе обусловлены наличием индуктивности рассеяния обмоток дросселя (коэффициент связи между обмотками меньше единицы). ". ~. Д . ~иД',' зе~ю':.
'зе~м~~.„ йР'" .2 !:х~ — » — — ж~ à — Б Мг: ' ~ е — --.'-: "-е"я е — ' %-:-:..:Гг.: —.—.— -.,::, .й (в$ифЩ 66ВМНГК ПИЙИВй(ГГ ~ааа)г-)— (зв)й)ийМГГ (ЗЗИМВЗ!..""-г ((ГГ ЙТЙИззвГ(Г ((ИИМВМГ~— (аз)ззИИГГ Лйлнтнння (Оеее )Г гййв~Ж.~сне Я~в ниЪБ ни ДЙ~~ннвг айно йн*.н (6 О г )г юзмйй ~г гам Рис. 2.19.
Окно задания параметроа для расчета стационарного режима работы стабилизатора Рис. 2.20. Графики стационарного режима стабилизатора 35 .2. Кроткий ознокотитекентй окоеуре Синтез и моделирование цифрового автомата Помимо моделирования аналоговых схем М(сгоСар-8 позволяет анализировать работу цифровых схем. В качестве примера рассмотрим синтез и моделирование цифрового автомата на дискретных компонентах. Пусть имеются два логических управляющих сигнала У и Е.
Цифровой автомат должен выделять первый полный импульс из последовательности цифровых сигналов 6 после прихода управляющего сигнала У и вторую полную паузу после прихода управляющего сигнала Е Теория цифровых синхронных и асинхронных автоматов и методы их синтеза на основе ВЗ-триггеров и мультиплексоров подробно изложены в (11]. Синтезируем заданный автомат как асинхронный автомат Мура на основе асинхронных йВ-триггеров.
Авгпоматы Мура описываются функциями переходов и выходов а„, = г'(а„х,), г, =<р(а,), где а, и з, — состояние автомата и его выходной сигнал в момент времени г соответственно. Каждое новое состояние автомата однозначно определяется предшествующим состоянием и входным сигналом, а состояние автомата в текущий момент времени однозначно определяет его выходной сигнал. Таким образом, выходной сигнал автомата Мура определяется только состоянием автомата и напрямую не зависит от входных сигналов и в случае их изменения без изменения состояния автомата, выходной сигнал не меняется. Поэтому состояния автомата (выходные сигналы) можно указать в вершинах графа переходов.
Составим граф переходов устройства, разрабатываемого как автомат Мура (см. определение выше). Вершины графа (устойчивые состояния автомата) определим с использование противогоночного кодирования (код Грея). Исходное состояние автомата 000. Условием возможности выделения полного импульса является наличие управляющего сигнала У и паузы в последовательности, а условием выделения полной паузы — наличие сигнала Е и импульса в последовательности Указанные комбинации сигналов определяют два пути перехода автомата из исходного состояния 000 в состояние 001 либо 100. Эти пути показаны на рис.
2.21 соответствующими стрелками. По окончании действия управляющих сигналов необходимо предусмотреть возврат автомата в исходное состояние. Управляющей комбинацией для этого перехода служит ( У У). Охватим замкнутой линией все состояния на графе переходов, в которых значения одной и той же переменной (состояние одного элемента памяти) равны единице. Эти замкнутые кривые показаны сплошной (О,=1), штриховой (Оеи1) и пунктирной линиями (Оп=1) соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
