芯片建模簡(jiǎn)介

芯片建模這個(gè)話題很大，以我目前的認(rèn)知和水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有資格在這里夸夸其談，讓大家見(jiàn)笑了，說(shuō)的不對(duì)或不好的地方希望大家多糾正和補(bǔ)充。通常我們?cè)陂_(kāi)發(fā)一個(gè)新項(xiàng)目或在做一些新的研究時(shí)會(huì)和研發(fā)工程師一起將一些規(guī)格參數(shù)轉(zhuǎn)化為一些芯片模型。搭建芯片的目的主要有以下幾個(gè)方面：

新想法或新項(xiàng)目的前期粗略呈現(xiàn)和驗(yàn)證；

建模和仿真可以指導(dǎo)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)；

建模仿真可以與具體實(shí)際測(cè)試交錯(cuò)驗(yàn)證；

建模仿真可以用來(lái)和客戶吹牛以及更新規(guī)格參數(shù)；

芯片建?？梢詭椭鱿到y(tǒng)級(jí)別優(yōu)化和調(diào)試；

芯片建模還要分為理論建模，行為表現(xiàn)建模和底層電路模型等。這里我們暫時(shí)只討論行為表現(xiàn)級(jí)建模，顧名思義重點(diǎn)關(guān)注電路系統(tǒng)的行為表現(xiàn)，不刻意在乎細(xì)節(jié)的參數(shù)，這樣的模型一般在新項(xiàng)目開(kāi)發(fā)初期和驗(yàn)證思路時(shí)會(huì)用到。

另外芯片建模的方法有很多，以電源芯片建模為例，有的工程師或公司偏向于用計(jì)算公式建模，以Excel,matlab, Mathcad居多，另一類(lèi)借助圖形化軟件，以Pspice,Spice,Saber,Simllis等居多。這兩種沒(méi)有好壞區(qū)別，計(jì)算式建模對(duì)理論要求和數(shù)學(xué)要求更高，圖形化建模通俗易懂一些，但是其中也會(huì)用到很多計(jì)算式來(lái)確定器件參數(shù)。

以我們做電源模擬芯片為例，通常用Pspice,matlab和Simplis居多，相信這些軟件大家都很熟悉了，不用過(guò)多介紹。我本人數(shù)學(xué)不太好，故更傾向于用圖形化建模，Simplis是我常用的軟件，仿真速度快，簡(jiǎn)單易用，缺點(diǎn)也很明顯，收斂需要花大精力，圖形顯示和波形查看效果太差，數(shù)字建模有待提高等。

建模不能泛泛而談必須落實(shí)到真實(shí)的建模實(shí)例上來(lái)，這里我以一款PFC芯片為例來(lái)給大家簡(jiǎn)單介紹一下如何使用Simplis來(lái)實(shí)現(xiàn)行為級(jí)別建模。

L6562D簡(jiǎn)介

先簡(jiǎn)單介紹一下PFC，啰嗦幾句，相信大家對(duì)PFC也不陌生，尤其在于一些中、大功率和對(duì)功率因素要求有特殊要求場(chǎng)合。PFC主要可分為被動(dòng)PFC和主動(dòng)PFC,其中被動(dòng)PFC電路效果不是很好，也不能實(shí)現(xiàn)很好的PF值，主要用在于一些低成本低要求的場(chǎng)合，主動(dòng)PFC電路可以實(shí)現(xiàn)更好的PF值，THD效果也更好。

主動(dòng)PFC的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法也有很多，其中最常見(jiàn)的是Boost型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，ST的PFC控制芯片主要分TM和CCM兩種，ONsemi的PFC控制芯片種類(lèi)多一些，主要分為CrM,FCCrM,CCM等。

其中TM和CrM,CCrM是同一種控制方法，也叫BCM,都是臨界控制模式，主要用在一些中小功率應(yīng)用下，CCM是連續(xù)導(dǎo)通模式，主要用在中大功率場(chǎng)合，中功率應(yīng)用場(chǎng)合在業(yè)內(nèi)也是一個(gè)頗具爭(zhēng)議的話題，因?yàn)樵谥泄β氏耇M(CrM)和CCM都能滿足要求，具體還是要做一些平衡和根據(jù)實(shí)際具體情況做選擇。ST還推出了一個(gè)叫Fixed-off-Time-Controller PFC"控制方法，可以在TM基礎(chǔ)上做一些簡(jiǎn)單修改就可以完成，大家有興許可以看一看。

L6562D是一款歷史有點(diǎn)長(zhǎng)的料，也是我接觸的第一款PFC芯片，當(dāng)年還是老學(xué)長(zhǎng)推薦給我做項(xiàng)目用的，這款芯片當(dāng)時(shí)非常流行，可以說(shuō)當(dāng)年哪里有PFC,哪里就有L656x系列。它就是基于TM控制方法的，使用起來(lái)很簡(jiǎn)單，外圍器件很少，雖然說(shuō)后來(lái)也出現(xiàn)了很多外圍電路更加簡(jiǎn)單的芯片，但是這款芯片到今天還長(zhǎng)盛不衰，還是值得我們?nèi)W(xué)習(xí)和推敲的，以這樣一款經(jīng)典的PFC控制芯片來(lái)舉例相信也是很好的開(kāi)端。

從下周開(kāi)始我們開(kāi)始以L6562D為例來(lái)詳細(xì)介紹如何建模，大家如果有興趣可以在這周抽點(diǎn)時(shí)間看一看數(shù)據(jù)手冊(cè)，對(duì)照我后面的建模思路也歡迎大家提出自己的建議，我們是以數(shù)據(jù)規(guī)格參數(shù)作為建模依據(jù)，每個(gè)人實(shí)現(xiàn)電路的方法可能都不太一樣，交流碰撞更有助于我們的進(jìn)步哈哈。

先看一下我搭建的模型如下：