求大佬帮忙，正弦电路的题

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-05-23 09:08 标签： 关于正弦定理的题

第5章 电路图的仿真5.1软件介绍5.1.1校验原理
为了校验以上的开关电源电路设计能够按要求完成功率因数校正的任务，本设计利用Saber对功率因数校正电路进行仿真分析，得出输入电流，输出电压，输入电压的波形，把这些波形放在同一坐标系内进行对比，来校验功率因数校正是否能够实现。功率因数校正的一个重要标志就是输入电流跟踪输入电压，且为正弦波。
Saber是一款专业的电源仿真软件，saber功能强大，兼容性强，saber仿真直接显示电路，相比于MATLAB仿真软件，这种直接显示电路的方式更加直观，测量波形准确方便，例如测量某个电气元件的电压电流波形，直接拖动箭头放在输入端和输出端即可，测量某一段电路也是如此。
Saber可以对非常多的参数进行设置，例如可以指定存储的信号，指定输出信号类型，指定扫描分析的源，指定扫描范围和步长，指定采样密度等,支持对众多参数进行设置，使Saber可以非常精确地显示仿真结果，这对学术研究，日常设计，工业设计都具有重要意义。
Saber在仿真结束后可以自动绘制波形，仿真结束后可以对需要测量的电路部分或者电气元件进行单独的波形测量，在仿真前可以对需要测量的电路部分进行命名，这样在坐标图中可以更加清晰直观的显示结果，例如输出电压可以命名为Vout。
Saber功能强大可以进行多种分析，有直流工作点分析，直流传输分析，瞬态分析，交流小信号分析，噪声分析，失真分析，两端口分析，线性系统分析，零极点分析，频率响应分析，蒙特卡洛分析，灵敏度分析，傅里叶分析等，多种分析功能使Saber使用广泛，应用领域众多。
本设计中主要对开关电源的功率因数校正电路进行校验，采用的方法是对电路图进行时域瞬态分析，电路图的各项参数都已经设置好，点击相应元件就可以查看其参数，经过检查，各项参数都符合任务书要求的范围，其余参数也都与第三章的参数计算一致，参数都符合条件，可以开始仿真。
首先，点击时域瞬态分析的快捷键，一个类似对号的标志，进入瞬态分析对话框，可以看到这里有5个选项卡，默认先设置第一个选项卡Basic,对仿真基本参数进行设置，结束时间设为0.1，时间步长设为100u，开始时间默认，监视进程设为100，分析前是否运行直流工作点分析选择“是”。指定分析后自动绘图动作默认为“否”。参数设置如图5-1所示：

然后设置第二个选项卡输入输出的相关参数，如图5-2所示，选择输出信号默认，选择要查看的波形类型设置为“acrossand through variable”，表示仿真结果包括节点电压和节点电流，绘图文件类型默认，数据文件类型默认，指定结束点绘图文件默认，指定结束点数据文件默认，初始点文件默认，结束点文件默认，允许初始点与结束点文件同名选择“否”，指定在提取的绘图文件中的X变量的值为空，选择写入绘图文件的X采样值的性质默认，

图5-2输入输出参数设置
第三个选项卡校准刻度，如图5-3所示，截断误差的算法步长设置为0.005，指定截断误差类型默认，指定截断误差的标准选3，采样点密度为1，默认。指定离散时间仿真的时间分辨率为10，默认。指定混合信号设计的最大A/D迭代次数为3，默认。指定在给定仿真时间内允许的最大数字是100，默认。最后两个选项是从Newton-Raphson算法（PWLNR）切换到CNR算法的时间分别默认为1u和1n。
其余第四个，第五个选项卡没有参数需要设置，在实际使用中普遍都采用默认设置，本仿真采用默认设置，可以按照要求进行仿真。

五个选项卡设置完成后点击OK,仿真开始运行。如图5-4。
图5-3 刻度校准参数设置

5.2.2仿真运行进程
如图5-5所示，参数设置完毕，点击OK，仿真开始运行，可以点击软件右上角cmd查看进程，当进程达到100%的1时候，就可以查看波形了，运行进程如图5-6所示。

图5-5点击cmd查看进程

5.3 波形分析5.3.1.输出电压波形分析
将电路图中输出部分标记上Vout，输出电压，鼠标右键，点击probe,即可查看输出电压波形，如图5-6所示，横坐标是时间，纵坐标是电路的输出电压，可以看到输出电压在25S左右开始稳定在400V，符合设计要求。

将交流电压输入命名为Vsin,，鼠标右键，点击probe，然后在波形部分鼠标右键，点击Show Ref Arrow,调出箭头，由于要测量的是输入电压源两端的电压，那么就将这一个指针放在交流电压源的另一端，如图5-7示，可以看到一个正弦波。横坐标是时间，纵坐标是输入电压，可以看到，随着时间的变化，正弦波有规律的变化，电源输入电压有效值是220V，可以看到图5-7中，输出电压的波形是在-311V()到311V正弦规律变化，符合任务书的设计要求。

如图5-9所示，鼠标右键交流输入电压源，点击probe，点击下拉箭头，有across和through两个选项，在saber仿真中，用through表示贯通变量，用across表示跨接变量选择through，这里选择through，选择m,点击OK，输入电流的波形就出现了，如图5-10所示，与输入电压波形对比，可以看出实现了电流跟随电压。

图5-10输入电流波形
5.3.4 功率因数校正的实现

图5-11输入电流输入电压波形对比

双击输入电压，输入电流，输出电压波形，可将他们放在同一个坐标系下进行对比，如图5-11所示，可以看到，输入电流跟随输入电压，且都为正弦,实现了任务书的要求，完成了对开关电源的功率因数校正，为了更加直观的体现输入电流跟踪输入电压，在saber中把横轴两点之间间距拉宽，截取65m到95m,得到图5-12，更加直观的体现了输入电流在相位上跟踪输入电压，实现功率因数校正。

通过本次毕业设计，我学到了很多知识，通过向老师，同学的帮助，以及自己认真做，完成了本次毕业设计，撰写了了毕业论文，仿真调试运行效果可以正常显示，基本达到了要求。
这次毕业设计我也锻炼了一些能力，对本专业的知识进一步了解，明白了知识浩如烟海，只有孜孜不倦的去追求，刻苦努力的钻研，才能学到真东西。
首先是查阅资料的能力，由于做的题目比较陌生，课堂上学习这部分知识时较为简单，而这个题目要求设计电路并实现功率因数校正，我先是利用互联网搜索引擎对“开关电源的设计”“uc3854”“PFC”“APFC”“boost电路”等论文核心关键词。对感兴趣可以做参考文献的文章进行收藏保存。然后我又去图书馆借了一些有关开关电源设计的书，研究开关电源和功率因数校正如何共同实现。最后我在知网，百度学术等学术网站，下载了一些发表的论文，研究他们的设计思路。
其次就是学习的能力，现代社会日新月异，进入了全民终身学习的时代，无论做什么工作都要学习，通过这次毕业论文，我认为学习应该多听，多看，多想，多问，这样才能够学到东西，在做毕业设计之前，我经常去问老师一些问题，老师也都耐心解答。此外，学习能力还包括模仿能力，由于书上讲的uc3854讲解很少，我按照书上给的其他芯片搭建功率因数校正电路，搭建完成后，uc3854的芯片也会设计了。
在uc3854功率因数校正电路的设计中，有一些部分做的不是很完美。
例如步长设置的太短，导致波形大致轮廓是对的，但由于仿真的时间太短（步长设置太长，会导致长时间仿真运行不完成），许多细节无法在波形中体现出来，例如振荡等。

查阅资料、设计论文、修改，两个月的努力，毕业设计终于得以完成。是所有曾经指导过我的老师，帮助过我的同学，一直支持我的家人对我的帮助和鼓励，我的设计才能顺利完成。我要在这里对他们表示深深的感谢！首先我要感谢的是我的指导老师。老师在我毕业论文的撰写过程中，给我提供了极大的帮助和指导。从开始选题到中期修正，再到最终定稿，老师给我提供了许多宝贵建议。我的设计较为烦琐，但是老师仍然细心地帮我纠正参数设计中的错误。除了敬佩荣老师的专业水平外，他严谨的治学精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次我要感谢大学四年来所有的老师，谢谢你们四年来对我的教导和关怀；感谢身边所有的同学和朋友，难忘那些一起欢笑、一起奋斗的日子，谢谢你们陪我走过大学四年美好的校园生活；感谢一直以来都默默支持我、相信我的家人，正是因为有了你们的支持和鼓励，我才这样茁壮成长！
谨以此文感谢含辛茹苦抚养我、教育我 20 载的爸爸、妈妈！

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