Analyse von SMPS-Schaltkreisen

SMPS-(Switching-Mode Power Supply)- oder Schaltnetzteil-Schaltkreise sind ein wichtiger Teil moderner Elektronikschaltungen. Die umfangreiche Transientenanalyse, die zur Simulation eines solchen Schaltkreises erforderlich ist, kann viel Zeit und Computer-Speicherplatz benötigen. Um die Analyse solcher Schaltkreise zu unterstützen, bietet TINA leistungsfähige Werkzeuge und Analyse-Modi.

Benutzung der Berechnung des stationären Zustandes

Die meiste Zeit bei der Analyse eines SMPS-Schaltkreises ist erforderlich, den stationären Zustand zu erreichen, wenn der DC-Pegel der Ausgangsspannung sich nicht ändert und die Ausgangs-Signalform nur eine kleine Welligkeit aufweist. Um diesen Zustand automatisch zu finden, verfügt TINA im Analyse-Menü über eine Berechnung des stationären Zustandes.

Eingangs-Schritt-Analyse

Eine der Standard-Analysen für SMPS-Schaltkreise ist die Berechnung der Reaktion auf eine Änderung am Eingang, um die Fähigkeit des SMPS-Designs zu testen, die Ausgangsspannung bei schrittweisen Änderungen auf der Eingangsleitung zu regeln. Dies kann erreicht werden, indem ein Impuls zur Eingangsspannung hinzugefügt wird und die Ausgangsspannung und weitere Spannungen überprüft werden. Da die Änderung am Eingang relativ zum stationären Zustand erfolgt, können wir sie mit den Anfangswerten des stationären Zustandes starten, die vom TINA-Berechnungsprogramm für den stationären Zustand berechnet wurden.

Analyse von Lastschritten

Eine weitere Standard-Analyse ist die Bestimmung der SMPS-Reaktion auf eine schnelle Laständerung. Unter Verwendung der Simulation erhält man die Reaktion auf Laständerungen, indem ein Strom-Impuls zur Last hinzugefügt wird und die Ausgangsspannung und weitere Spannungen analysiert werden. Da die Laständerung relativ zum stationären Zustand erfolgt, können wir sie mit den Anfangswerten des stationären Zustandes starten, die vom TINA-Berechnungsprogramm für den stationären Zustand berechnet wurden.

AC analysis

For AC analysis and stability analyses you can use the so called Average models provided in TINA. The average models represent a method, based on averaging the effects during the switching process. The result- ing equations are linear therefore the method is extremely fast in order to draw Bode and Nyquist plots needed for stability analysis. Note that for using the AC analysis function of TINA you need an average model, the transient models are not applicable and will give improper results.