基于Pspice的电路容差分析在储能放电电路中的应用

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作者：熊莉英黎恒

来源：《科技视界》2014年第23期

【摘要】本文对Pspice的两种容差分析方法进行了讨论，采用最坏情况分析对某设备的储能放电电路进行了容差分析，根据分析结果选择了元器件的合理偏差范围，对提高电路可靠性和经济效益提供了理论依据，降低了设计成本。

【关键词】容差分析；最坏情况分析；储能放电电路

在电子设备研制与应用中，经常会遇到因元器件参数漂移导致电路性能变化，电路功能失效等问题，这些问题不仅延长设计周期，还增加维护成本，因此在电路设计过程中需引入电路容差分析来提高电路的可靠性。

电路容差分析是由日本质量管理专家田口玄一于20世纪60年代提出的，作为“三次设计”（系统设计、参数设计、容差设计）的一种重要分支，它大大提高了电路可靠性，保证了电路的输出一致性、降低了设计生产成本。电路容差分析就是建立电路性能关于电路元器件参数容差范围的数学模型，分析器件参数容差对电路性能的影响情况，从而优化设计。

1 电路容差分析方法

国家军标GJB/89-97《电路容差分析指南》中指出，容差分析是一种预测电路性能参数稳定性的方法。常用的分析方法有两种，一是以灵敏度为基础的方法，如最坏情况分析法，（Worst-Case Analysis），它是一种非概率统计方法，分析在电路组成元器件参数最坏情况下的线路性能参数偏差，它利用已知元器件参数的变化极限来预计电力性能参数变化是否超过了允许范围。在预计电路性能参数变化范围时，元器件参数的变化取上、下极限值，因此它得到的是电路性能指标最大偏差，最严格地决定了元件所能容许的误差，虽然实际生产中，这种情况出现的概率很小，是一种很保守的情况分析，但它对衡量产品质量非常有用，即通过了最坏情况分析的设计，电路可靠性最好，对航天、反应堆等风险较大设备的电路尤为适用。

第二种方法是以概率统计为基础的方法，如蒙特卡洛分析法，它是当电路组成部分的参数服从某种分布时。对其进行大量随机抽样，对电路进行仿真分析，计算电路性能参数的统计特性和偏差范围的一种统计分析方法。

不论哪种分析方法都需要建立具体电路的数学模型，不但计算复杂，工作量巨大，而且电路模型不能通用，因此限制了容差分析技术在工程实际中的应用。随着EDA（Electronic Design Automation）技术的飞速发展，出现了许多电子系统仿真软件，在这些软件上进行电路