在本教程中，我們將使用 ADI 公司生產(chǎn)的穩(wěn)壓器進(jìn)行仿真。使用的主要電子軟件是 LTspice，這是一種高性能 SPICE 仿真軟件、原理圖捕獲和波形查看器，具有增強(qiáng)功能和模型，可簡(jiǎn)化模擬電路的仿真。

AD I 的模型

LTspice 允許用戶(hù)在設(shè)備庫(kù)中使用 LTspice 附帶的數(shù)千種設(shè)備模型；ADI 公司的部件號(hào)以“AD”開(kāi)頭，而凌力爾特的部件號(hào)以“LT”開(kāi)頭。在接下來(lái)的模擬中，我們將使用 LT3959 轉(zhuǎn)換器。它是一種寬輸入范圍、電流模式 DC/DC 控制器，能夠從單個(gè)反饋引腳調(diào)節(jié)正或負(fù)輸出電壓。它可以配置為升壓、SEPIC 或反相轉(zhuǎn)換器。它具有一個(gè)內(nèi)部低側(cè) N 溝道 MOSFET，額定電流為 6A，電壓為 40V，由 VIN 或 DRIVE 提供的內(nèi)部穩(wěn)壓電源驅(qū)動(dòng)。LT3959 的工作頻率可以通過(guò)一個(gè)外部電阻器設(shè)置在 100kHz 至 1MHz 的范圍內(nèi)，或者可以使用 SYNC 引腳同步到一個(gè)外部時(shí)鐘。在圖 1 中，

圖 1：LT3959 轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用

在方案中，我們可以看到以下元素，基于使用的組件：

輸入電壓：3.3V

輸出電壓：12V

負(fù)載：12Ω

第一個(gè)模擬（圖 2）涉及輸入電壓（V IN，黃色）和輸出電壓（V OUT，綠色）的圖表。輸出電壓在大約 4 ms 后達(dá)到 12 V。

圖 2：輸入和輸出電壓

引腳上的電壓

執(zhí)行 20 ms 瞬態(tài)仿真并觀察到 ??LT3959 轉(zhuǎn)換器各個(gè)引腳的信號(hào)很有趣（見(jiàn)圖 3 中的圖表）。

圖 3：LT3959 轉(zhuǎn)換器引腳上的電壓

在電路的各個(gè)點(diǎn)觀察到以下信號(hào)：

V(out) 在引腳驅(qū)動(dòng)（白色信號(hào)）

V(in) 在 V IN引腳（黃色信號(hào)）

V(n006) 引腳 SS（綠色信號(hào)）

V(n008) 在 Rt 引腳（紅色信號(hào)）

V(n009) 在 Vc 引腳（青色信號(hào)）

v(n007) 在 FBX 引腳（粉紅色信號(hào)）

電路效率

電路效率的計(jì)算始終是至關(guān)重要且極其重要的一點(diǎn)，尤其是在電源和轉(zhuǎn)換器方面。在電路工作條件下（V IN = 3.3 V，V OUT = 12 V，負(fù)載 = 12 Ω，I OUT = 1 A），效率約為 90.659%，使用公式計(jì)算：

集成電路消耗的功率僅為 668 mW，使用此運(yùn)算計(jì)算：

V(N009)*Ix(U1:Vc)+
V(N007)*Ix(U1:FBX)+
V(N006)*Ix(U1:SS)+
V(N008)*Ix(U1:Rt)+
V( N001)*Ix(U1:SW)+
V(N004)*Ix(U1:Pgood)+
V(N005)*Ix(U1:GNDK)+
V(N003)*Ix(U1:INTVcc)+
V(OUT) *Ix(U1:Drive)+
V(IN)*Ix(U1:Vin)+
V(N002)*Ix(U1:EN/UVLO)

開(kāi)關(guān)電壓

讓我們根據(jù)開(kāi)關(guān)電壓從動(dòng)態(tài)的角度來(lái)檢查電路。首先，讓我們看看圖 4 中 LT3959 轉(zhuǎn)換器的 SW 引腳上產(chǎn)生的圖形。這是位于集成電路 SW 引腳上的電氣節(jié)點(diǎn)，連接到二極管 D1 的陽(yáng)極和電感器 L1 . 在這種情況下，在 SW 引腳上，我們發(fā)現(xiàn)頻率約為 300 kHz 且周期約為 3.3 μs 的矩形脈沖。

圖 4：SW 引腳上的開(kāi)關(guān)信號(hào)

這個(gè)轉(zhuǎn)換器很有趣。現(xiàn)在讓我們看看圖 5中的模擬信號(hào)。引腳 PGOOD 是一個(gè)輸出就緒狀態(tài)引腳。當(dāng) INTVCC 大于 2.7 V 且 FBX 電壓在穩(wěn)壓電壓的 5%（如果 VFBX = 1.6 V 時(shí)為 80 mV，如果 VFBX = –0.8 V 時(shí)為 40 mV）以?xún)?nèi)時(shí)，PGOOD 上的集電極開(kāi)路下拉斷言。

圖 5：引腳 PGood 上的信號(hào)

最大電流

在圖 6 中，我們可以通過(guò)改變負(fù)載來(lái)觀察輸出電壓的曲線圖。如您所見(jiàn)，電壓保持穩(wěn)定在 12 V，9 Ω、10 Ω、11 Ω 和 12 Ω 的負(fù)載分別對(duì)應(yīng)于 1.3 A、1.2 A、1.09 A 和 1 A 的電流。對(duì)于較低的阻抗，電壓明顯降低并使集成電路承受壓力。

圖 6：不同負(fù)載下的輸出電壓分析



審核編輯：劉清