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集成稳压电源的设计与模拟仿真(一)信息工(2)

2013-05-19 01:08 过改变RP1范围就能改变输出电压。注意，为了得到稳定的电压输出，流经R1的电流要小于3.5mALM317在不加散热片时最大功耗为2W，在加足够大的散热板时其最大功耗可达15W。D5为保护二极管，以防稳压器输出段短路而损坏IC，D6用来防止输入短路而损坏集成电路。
 整流桥应选用电流大于3A而耐压大于50V的，二极管VD1、VD2选用1N4002；C1、C3、C4选用耐压大于50V的电解；C2选用陶瓷电容；电阻用1/8W碳膜电阻；RP1选用5.1K电位器。
 
3开发平台
3.1美国Cadence公司的OrCAD软件
 3.1Cadence公司的OrCAD 软件，是世界上应用最广的EDA软件之一，是EDA软件中一个比较突出的代表。可以说，近年来其攻占EDA盟主宝座的企图是很明显的，早在1983年就与开发Pspice软件的MicroSim公司实现了强强联合，推出了可在PC机上运行的OrCAD/Pspice1，后来Cadence公司又并购了一流的PCB布线软件厂，使其拥有了绝佳的电路仿真和制板能力，给人以“所有好东西都集合在一起了”的感觉。OrCAD软件功能强大，而且它的界面友好、直观，在国外使用广泛，欧美地区有相当数量的电子工程师都在使用它。由于OrCAD软件进入我国时间比较晚，可参考书籍资料又比较少；该软件设置了防盗狗，其正版售价又是众多EDA软件中最高的，这些都是造成在国内使用普及率较低的原因。但随着我国电子行业飞速发展，使用OrCAD软件的用户呈逐年增长的趋势。从早期版本工作于DOS环境的OrCAD 4.0，发展到现在最新的OrCAD 10.5，OrCAD软件集成了电原理图绘制、印制电路板设计、数字/模拟电路仿真、可编程逻辑器件设计等等功能，它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的，在世界上它一直是EDA软件的首选。Cadence公司已成为世界上最强大的开发EDA软件的公司之一[6]。
 OrCAD软件系统中主要包括：OrCAD /Capture CIS（电路图设计）；OrCAD /PspiceA/D（数/模混合模拟）；OrCAD /Layout Plus(PCB设计)等，其中每一个部分可以根据需要单独使用，又有下面图5的内在联系，共同组成完整的EDA系统。

（转载自中国科教评价网www.nseac.com ）

 
     图5  电路设计图
 
3.2 OrCAD软件系统的几个主要软件的功能及特点
3.2.1 OrCAD /Capture CIS
 它是OrCAD软件包中的共用软件，也是其它两个软件的基础。从图1可以看出：在调用OrCAD /PspiceA/D和OrCAD /Layout Plus之前，都需要先运行它，它是一个功能强大的电路原理图设计软件。除了可以生成各类电路原理图外，与其它电路图绘制软件相比，Capture CIS软件中还有明显特点的元器件信息系统模块CIS(Component Information System)。该信息系统模块除了可以对元件库中4万多种元器件实施高效的管理以外，还具有ICA(Internet Component Assistant)功能，可以在设计电路图的过程中，通过Internet网上其它元器件数据库中查阅到百万多种元器件，并可以根据绘图需要将它们调入电路图或添加到自己的库文件中；用Capture软件绘制的电路图完成成后，还可以直接调用OrCAD /Pspice软件进行仿真，也可以进入OrCAD /Layout Plus软件进行制板设计；OrCAD /Capture CIS操作界面友好、直观形象、使用方便；操作功能强大、灵活，项目管理科学有效，适应性很强，支持国际上多种标准。
3.2.2 OrCAD / PspiceA/D
 这是一个通用电路模拟软件，除了对数字电路和数/模混合电路模拟外，还具有优化设计的功能。该软件中的Probe模块，相当于一台“虚拟示波器”不但可以在模拟结束后显示结果信号波形，而且可以对波形进行各种运算处理，包括提取电路特性参数、分析电路参数与元器件参数的关系，使分析过程更加方便直观。2001年前后OrCAD公司推出OrCAD / Pspice9.2版本。
 3.2.3 OrCAD /Layout Plus
 这是一个印制电路版PCB设计软件[7]，可以直接将生成的电路图通过手工或自动布局布线方式转为PCB设计。OrCAD /Capture软件具有高水平的设计指标：可设计的最大电路板尺寸为68(英寸)2；层次可达30层；布线最高分辨率为1微米；放置元器件时旋转角度可精确到1分。另外还有自动推挤、矩阵布局、智能化敷铜、与多种PCB设计软件可进行数据交换，包括与多种机械 CAD软件交换数据，生成3维轮廓图形等功能。它的元器件封装库非常丰富，并且可以通过库管理器(Library Manager)对封装库进行编辑、修改和添加新的封装，OrCAD /Layout Plus软件在PCB制板界以其功能强大著称，是一款名副其实的高档、专业PCB设计EDA软件。    
 
4 OrCAD/PSpice模拟仿真
4.1 OrCAD Capture
1）进入ORCAD的集成环境
2）创建新项目：在菜单栏中选择file>new>Project
 Name:键入项目名称,如 swth
 Location：点 Browse选择项目名保存的路径
 在Create a New Project Using复选框中选择Analog or Mixed-Signal Circuit，单击“OK”
 出现”Anlog Mixed-Mode Project Wizard”对话窗口
 选择左边需求的元件库添加到右窗的使用栏内，然后点“完成”
3）电路原理图编辑：
 放置元件
 放置导线放置接点
 编辑元件的属性
 添加元件的属性
 产生元件报表_产生普通的元件报表
 对电路图进行设计规则检查
 生成电路的网路表
4.2数模混合仿真模块
直流分析（DC Sweep)
交流与噪声分析（AC Sweep/Noise)
瞬态分析，即时域分析  Time Domain（Transient)
直流工作点分析（直流偏置分析Bias Analysis)
4.3优化程序设计
   对电路进行优化设计时，可以同时调整电路中8个元器件的参数，以满足最多8个目标参数和约束条件（其中至少要有一个目标参数）的要求，从而达到设计要求中所需的电路性能指标。有以下步骤：
1）绘制电路图：关键在于在电路图中放置OPTPARAM符号，用于设置电路优化设计过程中需调整的元器件名称及有关参数值。
2）根据代优化的特性参数类别（直流、交流等）调用Pspice进行电路模拟检验，确保电路设计能正常工作，并基本满足功能和特性要求。
3）调用优化模块，设置可调整的电路元器件参数、待优化的目标参数和约束条件等与优化有关的参数。
4）启