ELECTRONICS WORLD
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探索与观察
DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2020.10.004
基于Saber的开关电源设计仿真
兰州交通大学 光电技术与智½控制教育部重点实验室
孙军民
本文介绍了开关电源的设计原理和saber仿真½件，在开关电源
主电路部分采用半桥结构，控制芯片采用美½Sllicon
General公司
生产的电压模式PWM控制器SG3525，最后通过Saber仿真½件得到
了多个输出参考点的仿真波½，由波½可见仿真效率高且设计满足
开关电源稳定输出直流7.5V电压的指标。
随着电子信息产业的不断进步，开关电源技术也在日新月异的
发生变化。目前，开关电源主要应用于生活中一些常见的电子设备
中，具有½积小、可靠性½和高效率等特点，已经逐步发展为½代
电子信息产业中一种不可或缺的电源设备。开关电源通过不同种类
的拓扑结构，将标准电压½换为各种设备所需求的电压的电½½换
装½。在电力电子中，开关电源的拓扑结构有½多种，常用的电路
拓扑有单端正激、单端反激、推½、全桥和半桥等结构。在设计过
程中，我们可以利用仿真½件对开关电源进行设计和验证，从而½
够节约成本、减少工½量等。在本论文中，主电路采用半桥结构，
控制电路选用PWM控制芯片SG3525，最后利用Saber仿真½件进
行建模和仿真，设计了一款将220V交流电压降为7.5V直流电压输
出，在Saber½件中分析直流工½点和瞬态分析工½过程的仿真输
出波½进行参数的调整，从而在一定程度上验证了该款电源具有良
½的稳定性，满足设计指标。
图2 SG3525芯片的内部框图
1
设计原理
主电路采用半桥拓扑结构，其工½原理是：½开关S
1
开通后，
图3 SG3525芯片外围电路图
二极管VD1处于导通状态，S2开通后，二极管VD2处于导通状态；
½两个开关½处于关断状态时，变压器绕组W1中的电流值为零，
此时绕组W2和W3中电流幅值大小相等，方向相反，二极管VD1和
VD2处于导通状态。半桥变换电路变压器励磁方式为双向，可靠性
½且需要复杂的隔离驱动电路。其拓扑结构如图1所示：
由图3可以看到其中SG3525的1引脚、2引脚是误差放大器反
向、同向输入端；引脚3为同步信号输入端；引脚4为振荡器输出
端；引脚7为用外接电阻来控制死区时间的振荡器放电端引脚8为½
启动端；引脚9误差放大器输出端；引脚10为PWM信号锁存端；引
脚11、14分别为A路、B路驱动信号输出端；其中引脚5、6是决定
振荡器频率外接电阻RT和电容CT，其频率关系为：
(1)
通过调整公式(1)中的放电电阻R
D
的大小可以改变振荡器频率。
2
图1 半桥变换电路原理图
电路仿真
在本论文中，电路仿真½件采用的是有美½Synopsys公司研发
控制电路部分选用PWM控制芯片SG3525，SG3525芯片是由
美½Sllicon
General公司研发，是一款电压模式控制的PWM控制芯
片。其特点是性½优良、功½½全、通用性强。其芯片内部具有过
流保护、½启动和PWM锁存器结构。内部结构和芯片外围电路如
图2和图3所示。
由图2可以看到，它主要由分频器、比较器、误差放大器、参
考电源和振荡器组成。
的Saber，这一款自从出世就被业内人士誉为全行业½为先进的电
子仿真½件，是唯一一款½够将多技术、多领域的系统仿真产品结
合起来，Saber已成为行业标准，如在混合信号、验证工具和混合
技术设计方面。Saber包括Saber
Sketch和Saber Design两部分。
按照上述开关电源设计思路，在Saber仿真½件窗口中进行元器件
的放½与连线，然后设½½½件的仿真参数，其中仿真时长为200ms，
仿真步长为lus，其他设½默认。其主电路仿真电路如图4所示：
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图4 主电路仿真电路图
其仿真结果如图5所示：
其仿真结果如图8所示：
图5 主电路仿真结果图
其控制电路pwm输出仿真结果如图6所示：
图8 开关电源仿真结果图
从上述输出波½图中分别采用直流工½点分析和瞬态分析分别
查看开关电源输入电压波½、控制电路PWM波输出波½及输出电
压仿真波½。通过观察上述仿真波½，其仿真结果满足设计指标。
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图6 控制电路仿真结果图
结论
本文是基于Saber的开关电源设计仿真，在主电路部分以半桥
总的开关电源电路仿真如图7所示：
拓扑结构为主，控制电路采用SG3525芯片。最后利用Saber仿真½
件进行了建模和仿真，由输出电压波½可见
其电压稳定在7.5V左右，满足设计指标。通
过仿真得知Saber½件½用方便，极大地提高
了效率，为实际生活中电源的制½提供指导
性意见，从而节省了开发成本。
½者简介：孙军民（1993—），男，甘肃
定西人，硕士，研究方向为电力电子技术。
图7 开关电源仿真电路图
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