使用TINA-TITM仿真软件仿真电源产品

欢迎观看本段有关 TINA-TI 的视频教程

TINA-TI 是德州仪器 TI

提供的免费 SPICE 仿真器

在本视频中

我们将看一看

TINA-TI 中内置的电源器件

电源器件通常会有2-3个

与器件相关的模型与参考设计

其中平均值模型是基于频率的模型

通常不能进行任何瞬态仿真

而瞬态模型是基于时域的模型

能够更真实地呈现器件的实际结构

并展示其瞬态行为

让我们看一看

TINA-TI 中内置的电源器件内容

我们单击制造商模型

点击 SMPS 按钮即开关电源

我们可以看到

TINA-TI 内置的 298 个开关电源的模型

这是一个很长的列表

然后让我们点击一下线性稳压器的按钮

这里主要是包括了线性稳压器

以及参考等模型

TINA-TI 进行了19个

下面让我们看一看

TINA-TI 内置的

一个平均值模型的示例电路

我们将以此电路进行交流仿真

我们打开示例

单击例子

找到 Smps 目录

这里我们用 TPS54218

然后打开位于顶端的平均值模型

打开电路后让我们看一看 IC 模型

你将注意到跟实际 IC 相比

很多引脚都不见了

这是因为这些引脚不影响

器件内部电压环路

所以将被移除

另外你还能注意到

因为电感值跟开关频率

都会影响环路相应

它们是要传递给模型的一些参数

所以当你要更改电感值的时候

你必须同时在 IC 内部

更改对应的电感值跟开关频率的参数

此外

模型上你看到 VIN、VSENSE

COMP、PH、开关点 VG

GND 引脚都被保留

因为这些引脚都会直接影响到

环路的性能

让我们进行快速仿真

并查看结果

选择交流分析

交流传输特性

这里我们会选择起始频率是 10Hz

终止频率是1兆

点击确定

如果我们查看这个参考设计的结果

我们看到在图中它标出了

我们的 0dB 交越频率点

以及我们的相位裕度

那下面我们在我们的

仿真结果中验证这一点

首先我们选择光标 A

把它放在我们的增益曲线上

然后我们在 Y 轴上

输入 0dB，回车

这个时候光标

就会跳到对应 Y 轴 0dB 的位置

这个时候显示我们的

0dB 交越频率是 51.02K

然后我们选择光标 B

把它放到相位曲线上

同时我们把光标 B 的

X 轴这频率值

改成跟光标 A 一样 51.02K

回车

那这个时候

它就跳到跟 A 同样的一个位置上

那这也显示

我们的相位裕度有60.92度

下面让我们看一看瞬态模型

打开例子

选择 SMPS 开关电源

这次我们选择 TPS54331

点击打开

观察 IC 的模型

我们会发现

IC 的所有引脚

都在这个瞬态模型中

跟我们实际 IC 的结构更为相似

而在本例中

电路已经被设置成 15V 输入

3.3V、3A 的输出

让我们快速进行仿真并查看波形

点击瞬态分析

我们把分析时间设成2.5个毫秒

我们可以看到在仿真结果中

有开关点的波形

输入电压波形以及输出电压波形

如果您需要仔细观察开关点波形

我们可以把它放大

那我们可以看到开关点的电压

从 0到15V 之间跳变

然后我们的输出电压大概在 3.31V

如果您想仔细观察

由于我们开关所造成的输出电压纹波

我们可以把输出电压波形的 Y 轴的

刻度做一个调整

我们把它调整成 3.31V 下限

到 3.32V 的上限

确定

这样我们就能够看到由于器件的开关

所造成的一个输出电压纹波的一个波形

如果我们要在这个电路上

运行负载瞬变仿真

那我们只需要在输出端

加入一个电流负载即可

我们选择发生源电流发生器

把它放在这里

把它连接好

然后我们根据我们之前的仿真

对这个电流源进行配置

在本例中我们将使用分段线性源

我们要让电流源的输出

在电源稳定了以后

所以在开始我们是 0A

一直到达2.5毫秒

保持为零

在2.6毫秒的时刻我们输出 0.5A

一直维持到3毫秒的时刻

在3.1毫秒我们把电流恢复到0

我们可以用测试来看看这个波形

是否符合我们的预期

点击确定

让我们再次进行瞬态分析

这次我们会把分析时间改成4毫秒

在分析过程中

如果您想查看阶段性的仿真结果

可以点击预览

系统会给出

我们阶段性的一个仿真结果

等到分析完成后

系统会再次给出完整的分析结果

我们可以看到

由于在2.6毫秒处

一个 0.5A 的电流源加入

会导致我们的电源

从原来 3.32 伏降到最低的

2.91V

然后在30毫秒处

有一个电流源的电流从0.5

回到 0A 这个时候我们的电压

会回到正常的 3.32V

在本视频中

我们了解了 TINA-TI 中

内置的电源模型

我们使用平均值模型

仿真获得了电源环路响应的波特图

并且使用瞬态模型

仿真获得了

电源启动和负载瞬变时的波形

感谢您的关注

欢迎观看本段有关 TINA-TI 的视频教程

TINA-TI 是德州仪器 TI

提供的免费 SPICE 仿真器

在本视频中

我们将看一看

TINA-TI 中内置的电源器件

电源器件通常会有2-3个

与器件相关的模型与参考设计

其中平均值模型是基于频率的模型

通常不能进行任何瞬态仿真

而瞬态模型是基于时域的模型

能够更真实地呈现器件的实际结构

并展示其瞬态行为

让我们看一看

TINA-TI 中内置的电源器件内容

我们单击制造商模型

点击 SMPS 按钮即开关电源

我们可以看到

TINA-TI 内置的 298 个开关电源的模型

这是一个很长的列表

然后让我们点击一下线性稳压器的按钮

这里主要是包括了线性稳压器

以及参考等模型

TINA-TI 进行了19个

下面让我们看一看

TINA-TI 内置的

一个平均值模型的示例电路

我们将以此电路进行交流仿真

我们打开示例

单击例子

找到 Smps 目录

这里我们用 TPS54218

然后打开位于顶端的平均值模型

打开电路后让我们看一看 IC 模型

你将注意到跟实际 IC 相比

很多引脚都不见了

这是因为这些引脚不影响

器件内部电压环路

所以将被移除

另外你还能注意到

因为电感值跟开关频率

都会影响环路相应

它们是要传递给模型的一些参数

所以当你要更改电感值的时候

你必须同时在 IC 内部

更改对应的电感值跟开关频率的参数

此外

模型上你看到 VIN、VSENSE

COMP、PH、开关点 VG

GND 引脚都被保留

因为这些引脚都会直接影响到

环路的性能

让我们进行快速仿真

并查看结果

选择交流分析

交流传输特性

这里我们会选择起始频率是 10Hz

终止频率是1兆

点击确定

如果我们查看这个参考设计的结果

我们看到在图中它标出了

我们的 0dB 交越频率点

以及我们的相位裕度

那下面我们在我们的

仿真结果中验证这一点

首先我们选择光标 A

把它放在我们的增益曲线上

然后我们在 Y 轴上

输入 0dB，回车

这个时候光标

就会跳到对应 Y 轴 0dB 的位置

这个时候显示我们的

0dB 交越频率是 51.02K

然后我们选择光标 B

把它放到相位曲线上

同时我们把光标 B 的

X 轴这频率值

改成跟光标 A 一样 51.02K

回车

那这个时候

它就跳到跟 A 同样的一个位置上

那这也显示

我们的相位裕度有60.92度

下面让我们看一看瞬态模型

打开例子

选择 SMPS 开关电源

这次我们选择 TPS54331

点击打开

观察 IC 的模型

我们会发现

IC 的所有引脚

都在这个瞬态模型中

跟我们实际 IC 的结构更为相似

而在本例中

电路已经被设置成 15V 输入

3.3V、3A 的输出

让我们快速进行仿真并查看波形

点击瞬态分析

我们把分析时间设成2.5个毫秒

我们可以看到在仿真结果中

有开关点的波形

输入电压波形以及输出电压波形

如果您需要仔细观察开关点波形

我们可以把它放大

那我们可以看到开关点的电压

从 0到15V 之间跳变

然后我们的输出电压大概在 3.31V

如果您想仔细观察

由于我们开关所造成的输出电压纹波

我们可以把输出电压波形的 Y 轴的

刻度做一个调整

我们把它调整成 3.31V 下限

到 3.32V 的上限

确定

这样我们就能够看到由于器件的开关

所造成的一个输出电压纹波的一个波形

如果我们要在这个电路上

运行负载瞬变仿真

那我们只需要在输出端

加入一个电流负载即可

我们选择发生源电流发生器

把它放在这里

把它连接好

然后我们根据我们之前的仿真

对这个电流源进行配置

在本例中我们将使用分段线性源

我们要让电流源的输出

在电源稳定了以后

所以在开始我们是 0A

一直到达2.5毫秒

保持为零

在2.6毫秒的时刻我们输出 0.5A

一直维持到3毫秒的时刻

在3.1毫秒我们把电流恢复到0

我们可以用测试来看看这个波形

是否符合我们的预期

点击确定

让我们再次进行瞬态分析

这次我们会把分析时间改成4毫秒

在分析过程中

如果您想查看阶段性的仿真结果

可以点击预览

系统会给出

我们阶段性的一个仿真结果

等到分析完成后

系统会再次给出完整的分析结果

我们可以看到

由于在2.6毫秒处

一个 0.5A 的电流源加入

会导致我们的电源

从原来 3.32 伏降到最低的

2.91V

然后在30毫秒处

有一个电流源的电流从0.5

回到 0A 这个时候我们的电压

会回到正常的 3.32V

在本视频中

我们了解了 TINA-TI 中

内置的电源模型

我们使用平均值模型

仿真获得了电源环路响应的波特图

并且使用瞬态模型

仿真获得了

电源启动和负载瞬变时的波形

感谢您的关注