电源电路设计如何在ADS中添加一个理想开关
电路一点通 2025-04-10

开关在电路设计的过程中经常会用到,通常用一个三极管或mos管就能实现开关的功能,在电路原理性验证的时候我们可以在ADS中建立一个理想的开关模型,来对我们想要实现的电路进行仿真验证。比如开关电源中的开关或模拟一个动态的负载,都可以通过一个理想的开关模型来实现。具体如何操作呢?

首先在器件搜索框里找到System-Switch&Algorithmic,单击进入子选项卡

在这里我们选用一个动态的SPDT开关(单刀双掷),当然也可以在搜索框里直接搜索switch或SPDT关键字。将它放到我们的电路中就可以了。

ADS的帮助文档里有详细的使用说明,有兴趣的同学可以自己翻一翻。

Pin1 是输入管脚,Pin2和Pin3 是输出管脚,pin4 是控制管脚。如果Pin4 的电压大于2V,Pin1 和Pin2导通,如果Pin4的电压小于1V,Pin1 和Pin3导通。当Pin4 的电压在1V和2V之间的时候我们暂时先不用这种状态,不予考虑。原理很简单,实际上就是通过Pin4上的电压改变R1与R2的电阻值来控制通断的。如果Pin4 的电压大于2V,R1的阻值为0ohm,R2为1Gohm,当Pin4的电压小于1V, R1的阻值为1Gohm,R2为0ohm。

一个例子:

这里我们模拟一个动态变化的负载,变化的范围是10ohm和20ohm两个值,周期是5usec,通过一个方波信号提供开关Pin4的控制电压,然后在电源输出端加一个电流探针来观察这电源输出的电流。

仿真原理图

仿真结果

可以看到当负载发生变化时,电源输出的电流就会发生变化,在芯片工作时,芯片里成千上万的MOS管的状态在不停的反转,在电源看来,这个芯片的输入阻抗就是一个不停变化的量,就会产生噪声,如果想更准确的模拟这个噪声,用开关加电阻的方式是远远不够的,需要更精确的模型,或通过测试手段得到噪声。

有的芯片的动态范围很大,如果电源平面阻抗处理的不好,这些动态电流就会在供电网络上产生压降,芯片的输入电压不稳。


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