[發明專利]一種開關控制芯片的仿真方法

有效

• 申請號: 201010500542.7
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101944152A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 孫雪錚;姚義龍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種電子芯片的仿真方法，尤其涉及一種開關控制芯片的仿真方法。

背景技術

隨著科學技術、仿真理論以及計算機的不斷發展，仿真技術不斷提高。在當今的電力電子技術中，仿真技術的出現大大縮短了研究周期，降低了研究成本和風險，提高了研發水平，從而加快了科研成果轉換成生產力的速度。

對實用電路的仿真來說，分為數字電路和模擬電路兩大部分，其仿真的原理方法以及輸入輸出數值都是不同的。因此對于大部分仿真軟件來說，數字模塊與模擬器件庫是分離的，而不同的軟件也有不同的擅長之處。如Pspice、Saber等軟件，常用于仿真模擬電路；而Matlab/Simulink等軟件，則常用于仿真數字電路。唯一相同的是，這些仿真軟件的數模接口都不是很好，強行將數字電路與模擬電路聯合仿真會出現各種問題，或者根本無法計算。

而對于電子芯片來說，一般都是由數字和模擬電路共同組成的。比如說開關控制芯片，大都是由模擬電路產生所需要的電壓，而用數字電路進行比較并做邏輯加減等運算，從而得到需要的輸出脈沖。對大部分芯片而言，完全搭建出其模擬電路圖仿真是比較困難的，因為很多公司在公布其生產的芯片資料時，都不會給出完整的芯片組成，只是大概描述各組成部分的框架結構及組成功能，無法得到具體參數進行仿真。因此，目前的芯片仿真大概有以下幾種方法：(1)寫出各組成部分的傳遞函數，編寫文件進行仿真(鐘麟，王峰主編，MATLAB仿真技術與應用教程.國防工業出版社.2004)。(2)通過分析把模擬電路等效為數字電路，搭建純數字及控制回路進行仿真(楊鳳彪，閏英敏，張晨光，基于MATLAB的大功率直流電源仿真研究.電氣開關，2008，4：37-38，48)。(3)根據各組成部分功能，構建等效宏模型(多為模擬電路)，從而得到類似的輸出結果(陳威，顧亦磊，呂征宇，ZVS諧振控制芯片MC34067的建模與應用.電力電子技術，2007，41(1)：112-114)。可以看出，這三種方法的中心思想都是將聯合仿真轉變為單一類型電路的仿真。但是現有的這些仿真方法都存在一些問題，最主要的是搭建模型復雜，計算工作量大。尤其是第一種方法，對于較為復雜的芯片結構，將每個器件的傳遞函數都寫出來是難以實現的。而且，由于廠家并不會將電路組成完整的、詳細的公布于眾，也加大了實現這種方法的難度。第二種方法仿真工作量較小，適合于結構簡單的芯片仿真。對于結構龐大、電路復雜的芯片來說，其分析過程非常困難。此外，與第一種方法一樣，也會因為器件資料的不完整性而遇到各種仿真的瓶頸。而對于第三種辦法來說，如何將等效電路盡量簡化，從而減少計算機的運算量，并滿足仿真計算的收斂性，也是十分繁雜的。

電源是各種電子設備必不可少的重要組成部分，其性能的優劣直接關系到整個系統的安全性和可靠性。其中開關電源因為轉換效率高，而且可以通過PWM(Pulse?width?modulation.脈寬調制)或PFW(Pulse?frequency?modulation，脈沖頻率調制)控制實現較寬的穩壓范圍，被譽為高效節能電源，它代表著穩壓電源的發展方向，現已成為穩壓電源的主流產品。隨著封裝、材料、工藝及各種高新技術的發展，人們對電源小尺寸、高功率密度的要求越來越高，因此，各種電子芯片成為電源電路中不可或缺的組成部分。對于開關電源來說，最關鍵的電子芯片即為控制PWM或PFW輸出的開關控制芯片。現在，集成控制芯片結構愈發復雜，電路規模也愈發龐大，對其進行仿真也變得愈發困難。

發明內容

所要解決的技術問題：

針對以上不足本發明提供了一種開關控制芯片仿真方法，即使廠家公布的器件資料不甚詳細，結合外接電路，也可搭建出芯片仿真模型，該模型搭建時只有數字部分，不存在數模電路不兼容問題，且十分簡單易行，計算量小。以此為基礎建立開關電源的仿真電路，對指導實踐工作、加快優化電路參數進程、減小成本，都具有十分重要的現實意義。

技術方案：

一種開關控制芯片的仿真方法，步驟一：(1)結合器件資料，在去除輔助端后，梳理出模擬電路部分的電壓1到電壓n，數字電路部分輸出1至輸出n；

(2)根據器件公司公布的器件資料找出模擬部分振蕩電壓幅度與時間的特性公式、或振蕩電壓充放電時間/頻率的特性公式；若器件資料中給出公式不全，應根據實際電路進行分析將特性公式補充完整；