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[参考译文] TINA/Spice/LMZ21700:交流模型外推

Guru**** 2553440 points
Other Parts Discussed in Thread: TINA-TI, LMZ21700

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/696055/tina-spice-lmz21700-ac-model-extrapolation

器件型号:LMZ21700
主题中讨论的其他器件:TINA-TI

工具/软件:TINA-TI 或 Spice 模型

我需要 LMZ21700的交流模型来检查数字系统中电力输送网络的总阻抗。

我的问题是电容器和开关输出在带宽的上部可能存在谐振。

由于交流模型不可用、我使用 LMZ21700瞬态模型(设置为1.2V 输出)设置了仿真、并且:

-作为输出电容、ESR 为0.3 Ω、200uF

-作为负载、预期的直流负载(0.2A)和强大的交流分量(0.2A pkpk)

然后、我在25、50、100、200、400和800 kHz 的频率下测量了产生的纹波。

我获得了一个拟合多项式、该多项式给出了 SMPS 阻抗的良好近似值:Z (w)= 0.018 - 2E-9 w + 1.8E-14 w^2  (w 是角频率2*pi*f)。

Spice 中具有频率 函 数"G1 0 N001 N001 0 Laplace =-1/(0.018-2E-9*s+1.8E-14*s^2"的电压相关电流源的行为似乎与瞬态模型类似。

您认为 这种方法可靠吗?您能否建议采用不同的方法?

提前感谢。

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    您好、Massimo、

    我不知道这种测量环路响应的方法。 您是否有任何文献可以让我们更详细地介绍这种方法。 您还可以访问 SIMPLIS。 我可以查看产品团队 ID、我们可以向您打开一些内部详细信息、以便更轻松地模拟环路响应。
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    您好、Nikhil、

    我不能给你们任何参考,我只是应用了一系列理论上应该起作用的段落,因为它们直接从定义中下降。

    在有些疑问的情况下、是关于使用一个接近阻抗幅度的多项式、但不考虑相位。

    但是、对时域行为的后续验证应使模型有效。

    您能否给出我正在寻找的结果(使用 LMZ21700制造的稳压器输出阻抗模型、用于获得1.2V 输出和200uF/0.3Ohm 电容的7k5/15k 电阻网络)、以便我可以检查我的方法是否合理?

    再次感谢。

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    您好、Massimo、

    我已检查、无法在此论坛上提供器件的内部详细信息、但我将看到我们是否可以在 SIMPLIS 中为您模拟输出阻抗。 不过、编译结果需要几天时间。 感谢您的耐心等待。

    另外、估算输出阻抗的另一种方法是使用集总 LC 网络(类似于下面的)。 您可以使用此仿真负载瞬态、以粗略估算过冲和下冲(并与瞬态模型结果匹配)。 关闭后、您可以模拟此网络的输出阻抗。 TI 应提供一篇文章、稍后将就此发表。 我将在帖子公开后查看是否可以添加该链接。

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    您好、Massimo、

    我们能够在 SIMPLIS 中设置测试台、以测量 LMZ21700的输出阻抗。 测试条件:VIN=12V、VOUT=1.2V、ILOAD=3A CLOAD=200uF、ESR=0.3 Ω。

    请在下面找到仿真结果。 但愿这对您有所帮助。

    谢谢、此致、

    Abhisek

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    感谢 Abhishek 抽出时间回答我的问题。

    我改进了调查(向低频添加了一些测量点)、以便更好地将我的结果与您的结果进行比较。

    我发现了一些令人鼓舞的匹配、除了:

    -频率极低时的差异、可能导致 LTSPICE 对于   任何电感器默认为1m Ω 的串联电阻

    -其他频率上固定的6dBOhm 偏移(一个模型使用典型增益,另一个模型使用最大值还是最小值吗?)

    下面是我的图(红色)和您的(绿色)结果:

    关于该主题的新文章如何?

    (或者、我们是否应该在我的方法上同时编写一个? ;-)

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    图形尚未附加... 我将重试:

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    您好、Massimo、

    我们最近发布了一篇有关此主题的文章:

    Abhishek 的方法基于本应用手册。  请告诉我这是否有帮助。

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    大家好、再次感谢大家的大力支持。

    我已经阅读了这篇文章、我喜欢这个仿真器。 遗憾的是、我不知道我的公司是否会决定购买此类工具、因为我们不经常遇到 SMPS 设计问题。

    无论如何、我将利用有关如何生成集中模型的智能提示。

    我的标准 Spice 仿真方法似乎可以提供一些可靠的结果、因此 我希望从您的善意中获益、并尝试加深失配原因。

    同时、我还看到了更多的观察结果、因此我要总结一下:

    低频时 Zout 增大的原因不清楚:不包括1m Ω 默认值(但这对我来说并不重要、因为阻抗最大范围、 与电容器的谐振是我的问题)。

    -高频下恒定偏移的原因可能是:

    不同的输入电压:我的电压为5V、您的电压为12V

    2.不同的输出电流:我觉得0.1A 摆动到0.3A、我猜是0.3A (在 Abhisek 的答复中提到了 ILOAD=3A、但我想这是一个拼写错误)。

    Massimo

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    很抱歉再次更正我。 低频率 差异可能是由于默认的电感器串联电阻造成的。
    明天、我将启动一个具有此类校正和12V 电源的仿真。
    谢谢你。
    m
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    您好!

    我仍然通过使用 DFT 将结果与其他噪声隔离来改进我的方法。

    此外、我已经明确证明、默认电感器电阻不是差异的原因。

    我使用您的瞬态模型运行了另一个仿真、其中负载阶跃从0.3A 到0.4A、通过积分精确测量输出压降。

    我 以这种方式评估的直流输出电阻为-69.7dBOhm、这似乎比 SIMPLIS 给出的惊人-90dBOhm 更能验证我的模型。

    下图 是当前状态;与 SIMPLIS 输出相比,测量点为直流(此处放置在1Hz),然后从1kHz 打开 :

    我仍然认为 LTSPICE 所说的一些非理想性是默认的、而不是 SIMPLIS。 您有什么意见吗?

    非常感谢。

    Massimo

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    您好、Massimo、

    遗憾的是、我们不提供 LTSpice 工具相关查询的支持。 因此、我无法为您提供任何比较。 给您带来的不便、我深表歉意。
    但是、如果您有任何特定于该模型的其他查询、请告诉我。 我很乐意提供帮助。

    谢谢、此致、
    Abhisek
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    Abhisek、您好!

    感谢迄今提供的支持。

    最后、我的方法为我提供了一个令人满意的模型、因此我已经关闭了外壳。 它看起来与您使用 SIMPLIS 时发现的情况不同、尤其是在低频时。

    但它与 您在 向您提供的瞬态模型应用负载阶跃时可以注意到的行为非常匹配、如下所示。

    如果您想从我那里获得更多详细信息、请告诉我。