DCDC电路抗干扰设计与仿真软件
《DCDC电源电路经验》课件
通信系统中的DCDC电源电路
应用背景：通信系统中需要稳定的电源供应 功能：为通信设备提供稳定的电源 特点：高效率、低噪声、高可靠性 应用实例：基站、路由器、交换机等通信设备中的DCDC电源电路
工业控制中的DCDC电源电路
应用领域：工业自 动化、机器人、数 控机床等
功能：提供稳定、 可靠的电源输出
线性DCDC电源电路：优 点是输出电压稳定，缺点 是效率低
开关DCDC电源电路：优 点是效率高，缺点是输出 电压可能不稳定
应用：广泛应用于各种电 子设备，如手机、电脑、 家电等
DCDC电源电路设计
输入输出电压范围
输入电压范围：通常为10-30V
电压精度：一般要求达到±2%或更 高
添加标题
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DCDC电源电路的控制策略
电压控制模式
优点：简单易行，易于实现
电压控制模式：通过控制输 出电压来调节电源输出
缺点：输出电压可能不稳定， 需要额外的稳压措施
应用：适用于对输出电压要 求不高的场合
电流控制模式
电流模式：通过 控制电流来调节 输出电压
电压模式：通过 控制电压来调节 输出电流
混合模式：结合 电流模式和电压 模式，实现更精 确的控制
法规要求：满足日 益严格的环保和能 效法规要求
应用领域：拓展新 的应用领域，如电 动汽车、可再生能 源等
THANK YOU
汇报人：
减小体积：宽禁带半导体材料可以减小电源电路的体积，提高便携性
提高可靠性：宽禁带半导体材料可以提高电源电路的可靠性，延长使用寿命
降低成本：随着技术的发展，宽禁带半导体材料的成本有望降低，进一步推动其在电源 电路中的应用
未来挑战与展望
技术挑战：提高转 换效率、降低功耗、 提高稳定性等
几款电路仿真软件的对比分析
几款软件的对比分析1. PSpice 仿真软件简介：PSpice属于元件级仿真软件，模型采用spice通用语言编写，移植性强，常用的信息电子电路，是它最适合的场合。
现在使用较多的是 PSpice 8.0,工作于 Windows 环境,占用硬盘空间60M左右，整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体。
PSpice 的电路元件模型反映实际型号元件的特性，通过对电路方程运算求解，能够仿真电路的细节，特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。
主要功能：（1）复杂的电路特性分析，如：蒙特卡罗分析（2）模拟、数字、数模电路仿真（3）集成度提高缺点：（1）不适用于大功率器件（2）采用变步长算法，导致计算时间的延长（3）仿真的收敛性较差。
2. saber仿真软件简介：被誉为全球最先进的系统仿真软件，也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品，现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，这也是saber的最大特点。
Saber最为混合仿真系统，可以兼容模拟、数学、控制量的混合仿真，便于在不同层面撒谎那个分析和解决问题，其他仿真软件不具备这样的功能。
Saber的仿真真实性很好，从仿真的电路到实际的电路实现，期间参数基本不用修改。
主要功能：（1）原理图输入和仿真（2）数据可视化和分析（3）模型库（4）建模缺点：操作较复杂，原理图仿真常常不收敛导致仿真失败，很占系统资源，环路扫频耗时太长（以几十分钟计）3. PLECS仿真系统简介：被全球众多知名公司的研发工程师誉为“全球最专业的系统级电力电子电路仿真系统”，也是一个用于电路和控制结合的多功能仿真软件，尤其适用于电力电子和传动系统。
PLECS独立版本已于2010年开发，自此PLECS脱离MATLAB/Simulink。
PLECS独立版具有控制元件库和电路元件库，采用优化的解析方法，仿真速度更快，比PLECS嵌套版本快2.5倍。
电子设计常用工具
电子设计常用工具电子设计是一门综合性强的学科，其涵盖了电路设计、系统设计、模拟分析、数字信号处理、嵌入式应用等多方面领域。
在电子设计过程中，工程师需要借助各种工具来实现设计、模拟、验证等工作。
本文将介绍电子设计中常用的工具。
一、电路设计工具1. Altium DesignerAltium Designer是一款功能强大的电子设计自动化软件，可用于PCB设计、电路捕捉、虚拟原型设计和FPGA设计等多种应用场景。
该工具在全局设计和局部设计上都提供了非常优秀的支持，使得设计师能够轻松完成复杂的电子设计任务。
2. OrCADOrCAD是一款应用广泛的电路设计和仿真工具，支持模拟电路、数字电路和混合信号电路设计。
OrCAD具有可扩展性和灵活性，可以为工程师提供更加高效的电路设计解决方案。
3. CircuitMakerCircuitMaker是一款完全免费的电路设计工具，可以帮助电子设计师快速设计自己的电路。
CircuitMaker不仅可以生成完整的电路图，而且还提供了布局、元器件库和仿真功能等多种特色功能。
CircuitMaker不仅使用简单，而且具有比较直观的用户界面，是新手学习电路设计的不错选择。
二、仿真工具1. ProteusProteus是一款功能强大的仿真工具，支持模拟电路、微控制器、模拟器、数字信号处理器等电子设计任务。
该工具优秀的仿真能力和易于使用的界面使得设计师可以快速、准确地完成电子设计任务。
2. LTspiceLTspice是一款用于模拟电路的软件，该软件专门针对线性电路进行仿真，由极具声望的电路设计师LT林肯进行开发和维护。
LTspice可用于电源和电路板设计，设计师可以使用LTspice以便更好地理解电路和预测其性能。
3. SimulinkSimulink是一款功能强大的模拟和建模工具，可用于嵌入式系统设计、控制系统设计和通信系统设计等多种方面。
Simulink的概念非常直观，可让设计师快速制作不同的系统模型，并进行快速仿真。
DCDC直流斩波电路地仿真
电力电子电路建模与仿真实验实验二DC/DC直流斩波电路的仿真姓名：所在院系：班级：学号：一、实验目的1 进一步掌握PSIM软件的使用方法。
2 学习常用直流斩波电路的建模与仿真方法。
3 加深理解各斩波电路的工作原理和不同变换特性。
二、实验内容、步骤与结果1 降压斩波电路（1）、按图2-1设计仿真电路，设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。
图2-1（电路原理图）连续电路参数：L =1H ；R =100欧；F=50HZ；E=100V;占空比：0.8；仿真时间t=0.1s。
仿真波形：图2-1-1（连续模式）（2）、改变电路参数，使其工作在非连续模式，在记录开关电压、输出电压与电流的波形及相应得的真参数。
非连续电路参数：L =0.1H ；R =100欧；F=50HZ；E=200V;占空比：0.6；仿真时间t=1s。
仿真波形：图2-1-2（非连续电路续模式）（3）、测量输出电压的直流分量，分析它与占控比的关系，并与理论值进行对比。
电压的直流分量与波形：80V实验结果分析：(1)电压的直流分量计算公式：U o=t ont on+t off E=t onTE=αE其中a=0.8,且E=100故理论计算值U0=80实际测量值U0=80可见直流电压分量与占空比成正比。
实际测量值与理论计算值相差无几，极为接近。
说明仿真是很准确的，结果真实可信。
2 升压斩波电路（1）、按图2-2设计仿真电路，设置电路参数，使其工作在连续模式，记录开关电压，输出电压与电流的波形及相应的仿真参数。
图2-2（电路原理图及改进电路）连续电路参数L =20mH ；R =20欧姆；C=220uF；F=1000HZ；E=100V;占空比：0.5 ；仿真时间t=50ms。
图2-2-1(连续模式)（2）、改变电路参数，使其工作在非连续模式，在记录开关电压、输出电压与电流的波形及相应得的真参数。
断续电路参数：L =1H ；R =500欧；C=100u；F=1000HZ；E=100V;占空比：0.8；仿真时间t=0.1S。
DCDC电路设计及参数计算工具
DCDC电路设计及参数计算工具1. 简介在电子设备的设计中，DCDC（直流与直流）电路是一种常见且重要的电源转换器。
DCDC电路能够将输入电源的直流电压转换为所需的输出电压，常见的应用场景包括移动设备、无线通信系统等。
本文将介绍DCDC电路设计的基本原理，并提供一个参数计算工具，用于辅助DCDC电路的设计。
2. DCDC电路设计原理DCDC电路的基本原理是通过变换电压的方式，将输入电源的直流电压转换成输出电压。
常见的DCDC电路有降压（Buck）电路、升压（Boost）电路和升降压（Buck-Boost）电路。
下面将分别介绍这三种电路的工作原理。
2.1 降压（Buck）电路降压电路将输入电压降低到一个较低的输出电压。
它由开关管、电感和输出电容等元器件组成。
当开关管导通时，电感储存能量，当开关管断开时，电感释放能量，输出电压被平滑地输出。
2.2 升压（Boost）电路升压电路将输入电压增加到一个较高的输出电压。
它也由开关管、电感和输出电容等元器件组成。
当开关管导通时，电感储存能量，当开关管断开时，电感释放能量，使输出电压增加。
2.3 升降压（Buck-Boost）电路升降压电路能够实现输入电压既能降低也能增加的功能。
它由两个开关管、电感和输出电容等元器件组成。
通过控制两个开关管的导通状态，实现输入电压的升降。
3. DCDC电路设计参数计算工具为了辅助DCDC电路的设计，我们开发了一个参数计算工具。
该工具能够根据输入的参数，自动计算出所需的元器件数值。
下面是该工具的使用方法：3.1 输入参数首先，用户需要输入以下参数：•输入电压（Vin）：输入电源的直流电压。
•输出电压（Vout）：所需输出的电压。
•输出电流（Iout）：所需输出的电流。
•开关频率（fsw）：开关管的工作频率。
3.2 计算结果根据输入的参数，工具将自动计算出以下参数：•电感（L）：根据输入输出电压和电流的关系计算得出。
•输出电容（C）：根据输出电流的纹波和开关频率计算得出。
基于单片机的DC_DC升压电路设计与仿真
基于单片机的DC_DC升压电路设计与仿真DC/DC升压电路是一种常见的电子电路，用于将低电压直流输入信号转换为高电压直流输出信号。
本文将介绍基于单片机的DC/DC升压电路的设计与仿真。
首先，我们需要确定所需的电压转换倍数。
例如，如果需要将3V的低电压转换为5V的高电压，转换倍数为5/3=1.67、根据转换倍数，我们可以选择合适的电源变压器和电感。
在设计DC/DC升压电路时，有几个关键元件需要考虑。
首先是电源变压器。
电源变压器用于将输入信号从低电压转换为高电压。
其次是电感。
电感是一种电子元件，用于储存电能和调节电流。
电容器也是一个重要的元件，用于储存电能和调节电压。
最后是开关管。
开关管用于控制输入信号的开关和关断。
为了实现电路的控制和调节，我们可以使用单片机来控制开关管的开关和关断。
我们可以编写一段代码来控制单片机的GPIO引脚，从而实现对开关管的控制。
例如，当需要输出高电压时，单片机可以将GPIO引脚设置为高电平，从而打开开关管；当需要输出低电压时，单片机可以将GPIO引脚设置为低电平，从而关闭开关管。
在设计DC/DC升压电路时，还需要考虑电流和功率的问题。
合理选择电源变压器、电感、电容器和开关管，可以确保电路的稳定性和效率。
在完成电路设计后，我们可以使用仿真软件进行仿真。
仿真可以帮助我们验证电路设计的正确性和性能。
例如，我们可以使用PSpice或LTSpice等仿真软件来模拟电路的工作情况，从而评估电压、电流和功率等参数。
在进行仿真时，我们可以通过调整电源电压、电流和负载电阻等参数，来观察电路的工作情况。
如果电路存在问题，我们可以根据仿真结果进行修改和优化。
总之，基于单片机的DC/DC升压电路的设计与仿真是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
通过合理选择元件，使用单片机进行控制和调节，并进行仿真测试，可以确保电路的稳定性和效率。
电力系统仿真软件介绍
电力系统仿真软件的分类较为复杂，按照不同标准可分为：实时与非实时，短时与长时间等不同种类，而各个仿真软件在功能上都具有综合性，只是侧重点有所不同，在报告的最后有各类仿真软件功能的比较，以下为较著名的仿真软件的介绍。
1 EMTDC/PSCADEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，一般直接将其称为PSCAD。
使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。
PSCAD/EMTDC基于dommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。
EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。
PSCAD由Manitoba HVDC research center开发。
2 PSAPACPSAPAC由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。
其包含多个模块，其中部分模块可以单独使用。
模块和功能如下：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。
LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。
IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。
TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。
DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。
LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。
EDA仿真软件介绍
EDA仿真软件介绍EDA（Electronic Design Automation）是一类电子设计自动化软件，用于辅助电子产品的设计与仿真。
EDA软件帮助工程师在电子产品的设计过程中快速、准确地完成各种任务，从而提高设计效率和产品质量。
本文将介绍几款常见的EDA仿真软件，以及它们的特点和优势。
1. Cadence AllegroCadence Allegro是一款功能强大的EDA仿真软件。
它提供了完整的设计流程，包括原理图设计、PCB（Printed Circuit Board）布局和仿真。
Cadence Allegro可以帮助工程师快速设计复杂的电子电路，并进行各种信号和功耗仿真。
该软件具有直观的用户界面，易于学习和使用。
此外，Cadence Allegro还提供了丰富的库和模型，方便用户进行各种电路设计和仿真。
2. Mentor Graphics PADSMentor Graphics PADS是一款流行的EDA仿真软件，专门用于PCB设计和仿真。
它提供了直观的用户界面，支持多种设计工具和功能，如原理图设计、电路仿真、PCB布局和封装设计等。
此外，Mentor Graphics PADS还提供了强大的仿真和验证功能，可以帮助工程师检测电路的性能和可靠性问题，提高产品的质量。
3. Altium DesignerAltium Designer是一款专业的PCB设计和仿真软件。
它提供了完整的设计流程，包括原理图设计、PCB布局和仿真。
Altium Designer具有友好的用户界面，支持多种设计工具和功能，如自动布线、3D模拟和原理图捕捉等。
此外，Altium Designer还提供了丰富的库和模型，方便用户进行各种电路设计和仿真。
4. Ansys HFSSAnsys HFSS是一款强大的高频电磁场仿真软件。
它可以帮助工程师对射频（Radio Frequency）和微波（Microwave）电路进行仿真，包括天线设计、滤波器设计和射频电路设计等。
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DCDC电路抗干扰设计与仿真软件DCDC电路是一种常用的电源转换器，其工作原理是将直流电压转
换为不同电压级别的直流电压。
然而，在实际的电路设计中，由于各
种原因，如环境干扰、电源噪声等，DCDC电路往往会面临各种干扰
问题。
为了保证电路的稳定运行和正常工作，提高其抗干扰能力是非
常重要的。
为此，DCDC电路的抗干扰设计与仿真软件应运而生。
这类软件可
以帮助工程师进行电路的设计和优化，并提供仿真环境，以验证电路
的抗干扰能力。
首先，DCDC电路的抗干扰设计与仿真软件能够提供完善的电路设
计工具，例如电路原理图编辑器、元件库等。
工程师可以通过这些工
具来设计电路的拓扑结构，选择合适的元器件，并进行线路布局。
其次，这类软件还提供了电磁兼容性(EMC)设计功能，用于指导工
程师进行电磁干扰的防护措施设计。
在DCDC电路的设计过程中，一
些电磁干扰源，如开关电源、电机驱动器等，可能对电路造成不同程
度的干扰。
通过软件中的EMC设计功能，工程师可以模拟这些干扰源，并通过合适的电路布局和屏蔽措施来减小干扰。
此外，DCDC电路抗干扰设计与仿真软件还具备电路仿真和优化功能。
通过这些工具，工程师可以对电路进行多种干扰情景的仿真测试，例如输入电压波动、负载变化等。
软件会根据仿真结果，提供反馈和
优化建议，帮助工程师不断改进电路设计，提高其抗干扰能力。
DCDC电路抗干扰设计与仿真软件的使用，不仅能够提高工程师的
工作效率，还能够大大降低电路设计中的试错成本。
通过仿真软件，
工程师可以在电路实际制作之前，通过多次仿真测试，找出潜在的干
扰问题，并及时加以修正。
这样，可以降低电路设计中的风险，提高
电路的可靠性。
需要注意的是，尽管DCDC电路抗干扰设计与仿真软件可以提供很多帮助，但还是需要结合工程师的经验和专业知识来进行设计与分析。
软件只是一种辅助工具，最终的设计结果还是需要工程师的判断和调整。
综上所述，DCDC电路抗干扰设计与仿真软件在电路设计中具有重
要作用。
它可以帮助工程师进行电路设计和优化，提供仿真环境进行
抗干扰测试，并提供优化建议。
但要注意，在使用软件时还需结合工
程师的经验和知识进行判断和调整。
通过合理使用DCDC电路抗干扰
设计与仿真软件，可以提高电路的稳定性和可靠性，满足电路的抗干
扰需求。