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關鍵詞:可靠性仿真技術;課改要求;任務驅動;電路設計
1基于可靠性仿真技術的電路設計需求分析
基于可靠性仿真技術的電路設計主要是以虛擬儀器設備替代現實電子元器件,從而為電子電路的實踐教學提供有效支撐,從而更好了踐行“理實一體化”的教學理念,促進學生實踐技能的提升,促使課程回歸教學的本質。1.1實踐性教學開展的內在需求。基于可靠性仿真技術的電路設計,學生可以參與擬訂設計方案、仿真模擬等環節,從電路的設計方案、仿真模擬等環節,能夠將晦澀難懂的理論知識與實踐知識相結合,幫助學生提升實踐技能。1.2實現層次化和差異化教學的必然選擇。關涉電路設計的技術型教學內容涉及的元器件較為繁雜,且不同元器件性能、參數、封裝形式、價格、功耗等存在較大區別,在教學過程中需要反復的實驗、測試,這增加了設備投資成本,而且因為學生個性化差異,學習、接受能力各不相同,加之電子元器件復雜程度的不同,應該據此分層次設定目標,以貼近生活、學生所喜愛的教學內容,以“任務驅動”的形式引導學生進入知識和技能的學習,但這勢必增加電子元器件的投入,而仿真模擬電路的設計可以利用仿真軟件呈現電子電路的操作面板和功能,并通過交互式操作完成相應測試任務,不僅滿足了教學需求,而且控制了教學成本。
2基于可靠性仿真技術的電路設計方案
2.1電路設計的整體流程。可靠性仿真技術可以檢驗電路存在的故障并發現設計的薄弱環節,從而有針對性的進行改進,為了遵循由簡入繁的原則,以有效調動學生學習熱情和積極性,本文以典型電路電源模塊設計為例,設計過程中首先應該進行可靠性仿真實驗,其具體的流程如圖1所示。2.2電路設計的具體步驟。2.2.1設計信息采集。為了實現電源電路的優化設計,應詳細搜集其應用環境和使用方法等信息,具體包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2數字樣機建模。電路設計中數字樣機建模須采用專業軟件實現,但因為學生學習、接受能力存在差異,應該目標層次,將設計過程進行分解,并以“任務驅動”的形式,將不同設計知識分配到各個任務之中,讓學生通過分步設計完成理論知識的實踐應用,由此才能確保電路設計學習的效果,通常存在熱設計信息和振動設計信息兩類建模方式,具體的建模步驟為:首先根據將所獲取的電路信息進行簡化,完成CAD數字樣機模型的構建,并依據熱設計信息建立CFD數字樣機模型,而后依據振動設計信息建立FEA數字樣機模型。其次,為確保CFD數字樣機與物理樣機的一致性,須對其進行修正與驗證,利用對電源模塊工作狀態熱測量的方式,獲取其關鍵元器件點溫度測試數據,并根據所得結果修正電源模塊CFD數字樣機的邊界條件、期間參數,由此實現對CFD數字樣機的修正。再次,同理,也須采用相同的方法對FED數字樣機進行修正,且測試過程中,應該在約束條件下對電源模塊重點部位,關鍵元器件進行模態分析,并依據結果完成修正。2.2.3應力分析。溫度應力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計算電源模塊CFD數字樣機模型,經過分析可知,電源模塊設計中如元器件排布不合理,則會導致電路設計存在熱分布過度集中的缺陷。分析中,平臺環境溫度70℃設定為第一參考溫度條件,電源模塊表層軍溫度72℃設為第二參考溫度條件,經過分析,為電源模塊所在分級提供5V工作電源的功率器區域,是熱分布較集中的部位,需要修正電路設計方案。而對于振動應力分析,則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計算電源模塊FEA數字樣機模型,分析結果顯示,電源模塊中元器件數量和重量排布、安裝方式設計不合理,使得電源模塊產生局部共振的設計問題,應該據此進行及時修正,以優化電路設計。
3結束語
本文將可靠性仿真技術引入電路設計之中,將電路細化分類,并根據學生個體差異由簡入繁、逐步引導,實現了教學目標的分層實現,也將培養學生的實踐技能真正落實到實處。
作者:宋月麗 劉立軍 單位:遼寧機電職業技術學院
參考文獻
[1]王朝新,任斌,陳潔,董緒.基于虛擬實驗平臺的模擬電子技術課程設計開發與仿真[J].電子設計工程,2012,14:44-47.
關鍵詞:開關電源 降壓輸出 升壓輸出
中圖分類號:TN86 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)10-0189-02
1 引言
隨著電子產品的進步和發展,各種電子產品逐漸進入了人們的生活,而生活中形形的電子產品免不了供電系統的支持,而本產品就是為了電子元器件的各種應用而設計完成。
2 系統應用支撐
LM3481是一款輸入電壓在2.96V~48V,輸出電壓在1.275V~300V,最大電流為20A的高性能控制器。被廣泛應用于汽車啟動―停止、筆記本電腦、機頂盒等電路中。所以此系統可以用于DC 5V供電電源。
3 系統方案
使用LM3481芯片實現在不同電壓輸入條件下的電壓穩定輸出。該LM3481器件是開關穩壓器通用的低端N-FET高性能控制器。該設備適用于拓撲結構需要一個低邊場效應管,如升壓,反激式,SEPIC等使用。LM3481裝置可在非常高開關頻率下工作,LM3481可以通過使用一個外部電阻或通過將其同步至外部時鐘被調整到100kHz至1MHz之間的任何值。其輸入電壓范圍在2.97V~48V左右,具有較寬的輸入范圍,同時其最大輸出電流為20A,可滿足大部分電子元器件的需求。
4 系統硬件設計
本作品是利用WEBENCH進行的電源設計,設計過程如下:
(1)在WEBENCH Designer 頁面輸入設計電源的供電要求、輸入電壓最小值和最大值、輸出電壓、輸出電流和環境溫度,然后點擊“開始設計”。
(2)之后WEBENCH會給出設計方案,在給出的各個設計方案中根據各個參數選擇最符合自己要求的核心芯片,其中可以利用WEBENCH工具的x型、仿真和優化工具幫助自己選擇合適的芯片,經過自己的比較分析,我所選用的芯片是LM3481。
(3)選定LM3481,點擊“開始設計”, WEBENCH會給出基于芯片LM3481的相關設計,例如:圖表、原理圖、工作數值、元件清單等等。據此進行自己的電路設計和制作。如圖1所示。
(4)已知電源的原理圖,在Altium Designer10軟件中畫出設計電路的原理圖和PCB圖,如圖2、圖3所示。
5 仿真結果分析
根據WEBENCH自身的功能,我們進行了對本設計的效率等的仿真如圖4~圖5所示。
6 實驗總結與體會
本次項目,通過WEBENCH網絡設計軟件設計了一款基于LM3481芯片的DC-DC開關電源。通過在線軟件WEBENCH的幫助,成功實現了LM3481電路圖,仿真等一系列功能。同時設計的基于LM3481的DC―DC開關電源電路設計簡單,性價比高,可靠性好,因此具有較好的應用前景。
參考文獻
[1]童詩白,華成英.模擬電子技術基礎(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]王兆安,劉進軍.電力電子技術(第5版)[M].北京:機械工業出版社,2009.
[3]普利斯曼,比德斯,莫瑞.王志強 譯.開關電源設計[M].電子工業出版社,2010.
收稿日期:2016-08-12
關鍵詞:液壓支架;監測;電路設計
1液壓支架監測系統模型的建立
1.1無線通信技術
液壓支架工作環境比較復雜,通信頻率、巷道的傾斜程度和井下的導體等多種因素都會影響無線通信信號。因此在設計礦井液壓支架壓力監測系統時必須要考慮到井下的特殊環境,考慮數據傳輸的可靠性。通過對目前市場上常用的無線通信技術比較,本文將ZigBee短距離無線通信技術應用于礦井環境監測中。ZigBee技術是一種新興的短距離、低速率的雙向無線通信技術,有自己的標準協議,可以在很多傳感器間進行通信,具有很強的自適應性,主要應用于自動控制領域,同時可以實現系統定位,具有低功耗、近距離、短延遲、低速率、低成本、網絡容量大、高安全性、工作頻段靈活的特點。
1.2液壓支架監測系統組網模型
液壓支架會隨著煤礦開采工作的推進而移動,但移動的距離很短。液壓支架的排列呈直線型,針對液壓支架的這種物理排布情況,節點的分布也應是帶狀的。采用星形與網狀的混合網,網絡中的路由節點與協調器組成網狀結構,結構簡潔、節點功耗減少,每個星形網絡內的通信采用單跳通信,網狀結構中的路由節點采用多跳通信。在實際工作環境中,每個液壓支架上放置一個采集節點,每隔3個液壓支架放置一個路由節點。在礦井實際環境中,液壓支架的排列呈直線型,節點的分布是帶狀的,整體網絡組成簇型線狀網絡拓撲結構。
2電路詳細設計方案
監測系統的硬件設計方案分為2部分,一是終端采集節點,二是路由節點。終端采集節點包括電源管理模塊、傳感器、信號調理電路。終端節點采用定時喚醒模式,降低功耗,提高監測系統的使用壽命。終端采集節點與路由節點通過線纜連接。每個路由節點最大可以連接3個傳感器節點,即相鄰的三個液壓支架需要采用同一個路由節點。每個路由節點配備一個5V的電池供路由節點與傳感器節點使用。路由節點將從終端節點獲得的模擬信號經過ADC芯片轉換為數字信號,并通過ZigBee射頻口傳送給井下匯聚節點。路由節點也帶有顯示功能與按鍵,可以任何時候被喚醒查看3個終端節點的壓力數值。終端采集節點的作用如下:將壓力傳感器轉換的微弱模擬信號進行放大并通過線纜傳輸給路由節點;每個終端采集節點帶有一片數據記錄芯片,對由于傳感器及放大電路帶來的誤差進行偏差校準。路由節點的作用主要如下:每個路由節點需要有一個5V電池供電路板使用;每個路由節點可以連接3個終端采集節點,對終端采集節點的模擬信號進行處理并通過RF模塊傳送給井下匯聚節點;路由節點帶有簡單的顯示模塊,便于工人就近查看支架壓力;路由節點需要有相應的按鍵,以便在屏幕關閉情況下喚醒屏幕;路由節點電路板能對每個功能模塊進行電源管理,便于降低整個系統功耗;路由節點單片機必須采用低功耗單片機;路由節點的電壓輸入需要適應較寬的電壓范圍。終端節點電路板設計能使用目前市場上絕大部分的壓力傳感器,且內部帶有數字校準芯片,可以對每一套終端節點由于分離元器件帶來的偏差進行校準。煤礦中的電磁干擾較大,為了調高測量精度,此方案設計必須把壓力傳感器與信號放大電路就近放置。且此方法可以把由傳感器與放大校準電路組成的模塊變為一個液壓監測的一個標準化變送器。
2.1放大電路部分設計
為了能更好的調配放大電路的帶寬、放大倍率,放大器沒有選擇專用的儀表放大器而選擇了四個獨立的高性能放大器TI公司的OP4376,相對于普通的儀表放大器一般偏置電流在幾十pA以上,輸入偏置電壓在幾十微伏級別,OP4376有較低的輸入偏置電流典型值0.2pA與輸入偏置電壓典型值5uV,可以對uV級的信號變動進行采集。且此運放的價格TI官網公布為1.4$,并不貴。經過實測此電路設計的輸入采樣精度能達到5uV。2.2電源部分設計電源芯片采用的是MCP1252,為目前市場上用量較大的一款電源芯片,輸入電壓范圍相對較寬,且屬于無感式開關電源芯片,可以縮小終端節點的體積。效率相對也比較高。而且帶有電源管理控制引腳,可以對終端節點的功耗進行有效管理進而降低整個系統的功耗。
2.3校準電路設計
本文建議校準芯片采用一線制的數字EEPROM芯片,具體型號不再指導。2.4路由節點電路設計:2.4.1電源模塊設計整個系統輸入電源由電池供電,電壓比較穩定,考慮到電池在滿電與低電壓兩種情況下壓差較大,本文采用了寬范圍的輸入電源芯片TPS63060(輸入電壓范圍2.5-12V),此電壓范圍能使用大量的本安電源。且此電源芯片的電流高達2.25A足夠整個系統使用,即使是輸入的電壓降到2.5V級別。本設計還采用了3個mos開關管對系統的不同終端節點的電源進行管理,在電源功率方面采用了信號控制與電源切斷雙重保護的方式來降低功耗。2.4.2接口電路接口電路中有3個連接終端節點接插件,包括插頭輸入檢測(插頭第6引腳與第5引腳通過在插頭上短路,進行判斷終端節點的接通),對輸入信號做了RC濾波與SMBD7000鉗位保護處理。在與ZigBee模塊通信上采用了串口通信,此處不再做介紹。整個系統的單片機采用TI公司的MSP430低功耗系列。此芯片有8路12位ADC輸入引腳。可以利用此引腳直接對終端節點傳來的信號進行模數轉換。為了現場方便查看設置了兩個按鍵開關(KEY1KEY2)與6位8段數碼管,可以通過軟件編寫實現現場的液壓支柱壓力檢測、電池電壓檢測、RF通信連接等功能。整個電路在設計中嚴格按照礦用本安電路設計,屬于本安型電路,若再配本安型電池為系統供電后,本系統就可以變為本安型礦用液壓支柱監測系統。此系統電路經過實際測試正常情況下整個系統功耗在mW級別,且經過15個月的測試未發現任何不良現象,完全能夠使用到實際現場。
作者:馬曉蘭 單位:西安思坦儀器股份有限公司
參考文獻
1整車系統設計思路
智能小車控制系統采用MK60DN512作為核心控制單元,由安裝在車身支架上的OV7620數字攝像頭負責采集道路信號;智能小車后輪安裝有光電測速傳感器,用來采集車輪的轉速數據,并將信號傳到核心控制單元進行分析處理,處理完畢后反饋到相應的驅動模塊,驅動舵機和電機運轉,從而完成智能小車的轉向、前進及制動[1]。智能小車控制系統包括以下模塊:MK60DN512最小系統、轉向舵機模塊、電機及其驅動模塊、速度反饋模塊、攝像頭視頻信號處理模塊和電源管理模塊[2]。
2智能小車機械結構設計
在智能小車機械結構的設計與安裝調試時,需要考慮以下幾個方面:
1)智能小車在安裝過程中的可靠性與行駛過程中的穩定性。
2)智能小車在安裝過程中的輕便簡潔性。
3)是否能夠方便準確地進行數字攝像頭OV7620的檢測與調試。
4)車體保證較低的重心以確保智能小車順利轉彎、加速。
經過不斷地調試、摸索、對比之后,完成了對智能小車機械結構的初步設計,主要內容有以下幾個方面:
1)為了減少轉向舵機的力臂滯后時間,將舵機直立架在車前,并使用專業的金屬框架牢牢固定住,以防松動,避免影響舵機轉向角度的準確性。
2)數字攝像頭OV7620及其支架安裝在車身中部,減少車前數據采集盲區,將車身重心略微前移,防止智能小車轉彎時側滑,增加智能小車的彎道通過性。
3)為了減少車身質量,采用了強度高、質量輕的碳纖維管。
4)在底盤設計上,底盤是支承、安裝各部件的總成,是形成智能小車整體造型結構的基礎;可以接受電機傳遞的驅動動力,帶動智能小車行進,以保證智能小車在跑道上的快速行駛。由于合適的重心對于小車過彎性能和小車速度這兩個方面起了很大的作用,適當地調整前后底盤高度,使得智能小車車模整體重心下降到合理位置,既可以順利過坡,又不會與跑道摩擦接觸。
3智能小車硬件電路系統設計
3.1智能小車總體電路設計
通過簡化總體硬件電路設計方案,采用模塊化設計方案,減少不必要的電子元件的使用,就可以有效地減輕PCB板的使用質量及其占用智能小車的有效空間,從而達到輕量化的目的。硬件電路總體結構設計如圖2所示。
3.2電源分配板的電路設計
采用比較節能的線性穩壓電路設計方案。電源分配如圖3所示。TPS7350是一款差線性電源穩壓芯片,它具有功率消耗低、額定電壓小等特點,而且只需極少的元件就能夠構建滿足智能小車硬件電路設計要求的穩壓電路,該芯片還擁有過流、過壓及電壓反接等電壓保護設計,能夠有效地保護智能小車的硬件電路,避免電壓過大或電流反接而導致的硬件電路燒毀事件的發生。
3.3電機驅動板的電路設計
采用由BTN7970B驅動芯片搭建的H橋電路設計方案,減小驅動電路的內阻,增大額定承載電流,可以讓智能小車獲得更大的加減速度及提高在直道上行駛的極限速度。H橋電路原理如圖4所示。
4智能小車的軟件系統設計
智能小車系統軟件設計部分主要有:圖像采集及處理、道路判斷、舵機打角、電機控制以及速度信息反饋處理等。
4.1圖像采集及處理算法
OV7620能夠提供的三種數據制式中,采用YUV16位數據制式來提取Y信號亮度信息,生成黑白圖像,同時采用HREF-行同步信號、VSYNC-場同步信號來作為圖像數據采集的控制信號[4]。為了提高智能小車控制系統的實時性,視頻圖像信號采集采用外部中斷觸發的方式進行。采樣系統的程序流
4.2路徑優化
1)增加智能小車攝像頭視場的長度和寬度。根據實驗調試的觀察,當智能小車采集到的圖像能夠覆蓋比較完整的S彎道時,通過微處理器計算出來的中心就會處于實際道路中央附近,此時智能小車會以一個比較好的路徑快速通過S彎道;反之智能小車容易誤處理為普通的單向彎道,這樣導致智能小車的行駛速度大大減慢。因此,盡量增大攝像頭視場的長度和寬度就很有必要了。由于視場的長度與單片機處理的圖像行數成正比,所以采用由運算放大器制作的模擬比較器進行圖像二值化,可以令單片機的處理速度大大提高,增加了單片機處理的圖像行數,達到的視場長度為200cm以上;為了增加視場寬度,除了增加每行采集的圖像點數之外,采用了廣角鏡頭,有效地增加了攝像頭視場的寬度。
2)進行加權算法的相關優化。采用對整場有效行的中心加以求加權平均值的算法,在低速情況下可以有效地優化智能小車的行進路徑,但在智能小車速度提高到一定程度之后,由于過彎時輪胎的側滑,路徑不是很好找,而且由于數字攝像頭采集圖像分布不均,基本上2/3的行分布于車體前方40cm左右的范圍內,所求出的加權平均值容易受車體近處的圖像影響,因此整場圖像求加權的算法對于高速情況下智能小車的路徑選擇優化效果不太明顯。考慮減小車體前部一定范圍內的圖像參與加權的行數和權重,同時增大攝像頭視場前部圖像的權重,最后經過調試得到了一套較為合適的數據,使其能夠有效優化高速情況下的智能小車的路徑算法。
5結論
關鍵詞:仿真;課程設計;效果;效率
Comprehensive application for the simulation software in the course design and the measures for some problems
Xu Junyun
South China of agriculture university, Guangzhou, 441052, China
Abstract: Introduced a method for conducting students to apply the simulation software comprehensively to do course design about the power electronics system. Through analyzing the characteristics for two kinds of simulation softwares, guided students to use Matlab/Simulink to do power electronic main circuit design, and to use Orcad/Pspice to do the power electronic control circuit design, and give a useful measure for convergence problem in the simulation. The practices show that the comprehensive application of simulation softwares can effectively help students improve the effect and efficiency of the power electronics circuit design.
Key words: emulation; course design; effect; efficiency
高校實踐教學是一項需要不斷創新的工作,實踐課教師有必要探索新的實踐教學方法,改進實踐教學效果。因此,筆者在本校電氣工程及其自動化專業的專業課―電力電子技術的實踐教學的指導方法上做了改進,引導學生采用一種綜合應用仿真軟件輔助電力電子電路課程設計的方法。
1 電力電子電路常用仿真軟件特點分析
目前在電力電子電路設計和分析上主要采用Matlab/Simulink和Orcad/Pspice這兩種仿真軟件。在Matlab/Simulink仿真平臺,電力電子器件模型使用的是簡化宏模型,它只要求元器件的外特性與實際元器件特性基本相符,而不考慮元器件的內部細微結構,屬于系統級模型。 Orcad/Pspice是不同于Matlab/Simulink的仿真平臺,它構建的元器件模型除了要求元器件的外特性與實際元器件特性相符,還要考慮元器件內部的細微結構,相比Matlab/Simulink的宏模型更詳細,更復雜,是屬于器件級的模型,用Pspice仿真可以細致地反映元器件的工作情況。雖然Matlab/Simulink的電力電子器件模型較為簡單,但是它占用的系統資源較少,因而在仿真時出現不收斂的幾率相比Orcad/Pspice要少。鑒于此,可以考慮將這兩種仿真軟件有機結合起來,取長補短,以提高仿真的效率。
下面以一種基于TL494控制的開關電源的設計為例,介紹在電力電子技術課程設計實踐教學中建議學生采用的綜合性設計方法。
2 基于TL494控制的開關電源設計舉例
本示例要求設計出一種以TL494為控制器件的開關電源,電源電壓范圍為0~12 V。要求該開關電源性能可靠,紋波電壓小,控制精度高。
2.1 設計步驟1―主電路的原理電路設計
主電路的原理電路設計方案利用所學知識,學生容易確定。如本設計中的主電路可采用常規的非隔離式Buck電路,開關管采用P溝道MOSFET,驅動采用“圖騰柱”電路,輸出電壓反饋電路由一個比例運放電路構成(如圖1所示)。
圖1 主電路、驅動電路及電壓反饋原理電路
2.2 設計步驟2―控制電路原理電路設計
控制電路原理電路方案參照相關資料,并利用所學自動控制理論知識,學生也較容易確定。本部分要求以TL494作為控制芯片。
TL494控制原理電路(如圖2所示),1和2腳前接上兩相同阻值的電阻,起到限流阻隔的作用,其中1腳接主電路輸出反饋電壓Vo,2腳接設定電壓Vset,當改變Vset的值時,Vo和Vset經誤差比較后控制PWM信號的輸出;3腳經一個PI比例積分回路串上2腳,起到反饋的作用;4腳接地;5腳經一個電容接地,6腳經一個電阻接地,5,6腳共同構成振蕩回路;8,11腳與12腳共同接工作電壓;13腳接地,使9,10腳以并聯工作方式輸出。
圖2 TL494控制原理電路
2.3 設計步驟3―開關電源系統仿真預設計
這個環節是整個設計的重點和難點。對學生而言,設計原理電路并不難,難的就在于如何確定原理電路中具體的元器件參數,在這方面學生缺乏經驗。
2.3.1 仿真軟件使用方案及問題對策
按常規設計方法,直接將Orcad/Pspice仿真軟件用于電力電子電路設計,對初學者特別是學生來說,往往困難較大。學生在使用該軟件的時候,很容易碰到仿真不收斂的問題,從而一籌莫展。
因此,在教學實踐中,引導學生首先利用Matlab中Simulink仿真平臺仿真快而不易出現收斂問題的優勢進行主電路的仿真設計,較高效地確定出主電路中的電感、電容和電阻的最佳參數值。然后再利用Orcad/Pspice仿真軟件進行控制電路的仿真設計。控制電路部分設計的難點在于PI參數的選擇,因此要引導學生采用Orcad/Pspice仿真軟件來進行。因為Orcad/Pspice是器件級仿真軟件,仿真精度高,輔助控制電路參數的確定最佳。
對Orcad/Pspice在電力電子電路整體仿真中容易遇到的收斂性問題,筆者通過和學生一起分析研究、查找資料,積累了一些解決問題的經驗。實踐表明,這些經驗對開關電源系統電路的仿真設計是有用的。下面給出一個對此問題有用的對策。
在用Orcad/Pspice進行仿真調試的時候,經常出現ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time =? Time step =?, minimum allowable step size =?這個問題。一個有效的解決方法就是修改參數。系統默認參數及參數修改的方法如圖3和圖4所示。
圖3 PSpice系統默認參數
圖4 參數修改圖
2.3.2 系統仿真輸出波形圖示例
通過對不同參數條件下仿真結果的比較,按照開關電源紋波電壓小,控制精度高等要求可確定原理電路參數。下面是利用仿真平臺方便的參數比較功能得出的主電路最佳仿真輸出波形圖及控制電路采用最佳PI參數值時系統的輸出電壓仿真波形(如圖5,圖6所示)。
圖5 主電路負載電壓仿真輸出波形(Simulink)
圖6 總電路負載電壓仿真輸出波形3(Pspice)
圖5是在開環狀態下選擇出的相對最優電感、電容和電阻參數值下的負載電壓波形;圖6是在控制電路選用相對最優比例系數和積分電容參數時的負載電壓波形。
2.4 設計步驟4―實際開關電源系統測試
依據仿真預定元器件參數構建出具體的電路。在實驗室調試中,要求學生利用示波器等檢測儀器分析電路中的問題,幫助進一步確定最佳元器件參數。下面是對系統進行實際測試的一些數據(見表1,表2)。
表1 輸入設定電壓和輸出實際電壓
表2 輸入設定電壓和輸出實際電壓
實驗測試結果表明:本電路系統可以穩定地輸出0~12 V的直流電壓。
實踐表明,引導學生將不同仿真軟件綜合應用于電力電子電路的設計,不僅能有效地幫助學生提高電路設計的效率,而且對開拓學生思維,培養學生的創新能力也是有益的。
參考文獻
[1] 許俊云.實驗設備的改進與使用[J].實驗室研究與探索,2010,8:337-339.