同步整流BUCK型DC-DC模塊TPS54310的平均SPICE模型

誤差放大器的電路級(jí)模型廠(chǎng)家一般不公布，這里根據(jù)TPS54310的數(shù)據(jù)手冊(cè)，建立誤差放大器的性能模型。由于性能模型采用黑箱模擬，因而降低了模型的復(fù)雜度，同時(shí)獲得了更高的仿真效率。建立TPS54310誤差放大器的性能模型需要下面6個(gè)主要參數(shù)：
1. 直流開(kāi)環(huán)增益：120dB 或1000000 {GAIN}
2. 第一極點(diǎn)：3.75Hz {POLE}
3. 最大輸出電壓：1.75V {VHIGH}
4. 最小輸出電壓：0.75 V{VLOW}
5. 最大吸電流：3mA {ISINK}
6. 最大源電流：3mA {ISOURCE}

直流開(kāi)環(huán)增益和第一極點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)自TPS54310數(shù)據(jù)手冊(cè)中的誤差放大器開(kāi)環(huán)頻響曲線(xiàn)。

最大輸出電壓和最小輸出電壓結(jié)合上面的（3）式推出。即當(dāng)D_ON=0，誤差放大器輸出最小控制電壓0.75V；當(dāng)D_ON=1，誤差放大器輸出最大控制電壓1.75V。最終TPS54310誤差放大器的宏模型見(jiàn)（圖7），其開(kāi)環(huán)仿真曲線(xiàn)見(jiàn)圖（8）。

（圖7）TPS54310誤差放大器的宏模型

（圖8）TPS54310誤差放大器的開(kāi)環(huán)仿真曲線(xiàn)

同步整流管模型的構(gòu)建
TPS54310同步整流管模型簡(jiǎn)化地用具有更小正向電壓降的肖特基二極管來(lái)模擬。對(duì)理想二極管，正向電壓降的公式：

（圖9）同步整流管模型的I-V仿真特性曲線(xiàn)

一般用增大飽和電流IS的辦法建立肖特基二極管的模型。用ICAP4軟件包中的模型提取工具 SpiceMod，可以快速地建立同步整流管模型，如下： .MODEL D_SYNC D (IS=3.99M RS=2.8M N=1 CJO=10P VJ=0.75 M=0.333 TT=1.0N)。

（圖9）是仿真的同步整流管模型I-V特性曲線(xiàn)。

可以看出，當(dāng)電流為3A時(shí)，正向電壓降為0.18V。

這個(gè)結(jié)果與TPS54310的同步整流管在3A時(shí)的壓降3*0.059=0.177V是吻合的。

最終建立的TPS54310的平均SPICE模型內(nèi)部電路見(jiàn)（圖10），（圖11）是對(duì)應(yīng)的宏模型塊的符號(hào)，供畫(huà)仿真電路圖時(shí)調(diào)用。定義的6個(gè)管腳除VERR外，都與TPS54310的實(shí)際管腳一致。管腳VERR用來(lái)在開(kāi)環(huán)交流小信號(hào)仿真時(shí)插入交流信號(hào)源。TPS54310的模型需輸入四個(gè)參數(shù)：開(kāi)關(guān)頻率FS，儲(chǔ)能電感值L，儲(chǔ)能電感的歐姆電阻RS，高頻開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通電阻RON。完整的TPS54310模型的SPICE網(wǎng)絡(luò)文件見(jiàn)附件。

（圖11）TPS54310宏模型塊符號(hào)