Внутреннее сопротивление стабилизатора ri, определяется как отношение приращения выходного напряжения ∆Uвых к приращению тока нагрузки ∆I_Н при неизменном входном напряжении Uвх=const:

ri =∆Uвых /∆Iн.

Зная внутреннее сопротивление стабилизатора, можно определить изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки. В стабилизаторах напряжения внутреннее сопротивление может достигать тысячных долей ома.

Для определения внутреннего сопротивления стабилизатора воспользуемся динамическим анализом по постоянному току(dynamic DC). Далее необходимо измерить значения тока и напряжения в нагрузке, также зафиксировать их изменения при изменении сопротивления нагрузки. В установках анализа укажем комнатную температуру (т.е. 27°С). Нажмём на кнопки, позволяющие отобразить токи и узловые потенциалы.

Рис. 6. Установки динамического DC анализа

На основе полученных данных находим внутреннее сопротивление стабилизатора.

Метод Монте-Карло.

Реальные компоненты электронных схем всегда имеют определенный разброс параметров. Поэтому важной задачей автоматизированного анализа электронных схем является исследование поведения схемы в случае, когда ее параметры имеют разброс, а не жестко заданы. Как правило, это заключительный этап анализа, выполняемый после того, как расчеты при фиксированных (номинальных) значениях параметров уже проведены. Для проведения анализа методом Монте-Карло необходимо задать разброс параметров пассивных элементов схемы. Реализуем это на примере резистора R1. Дважды щелкнем на резисторе левой кнопкой мыши и вызовем тем самым окно настройки компонента. В пункте MODEL пропишем RES1 и щелкнем клавишу Enter.

Рис. 7. Окно настройки компонента

Далее перейдем в меню Models в нижней левой части экрана. В поле пропишем команду RES1 RES (R=1 DEV=5%) – варьировать случайным разбросом сопротивление модели RES1 в пределах 5 % относительно номинала.  Выполним аналогичную операцию для всех пассивных элементов цепи.

Рис. 8. Рабочее поле вкладки Models

     Следующим шагом алгоритма является проведение анализа DC. В верхнем рабочем поле появится вкладка Monte-Carlo. Далее вызываем меню настройки анализа методом Монте-Карло, нажав на кнопку Options. Выбираем в нем распределение Гаусса (Gauss), количество опытов установим равным 100 (Number of). В окне Status выберем On. Нажав кнопку Get, вызовем меню функций, по которым будет проводиться анализ. В графе Function выберем параметр Slope. Нажимаем кнопку Ок.

Рис. 9. Окно настройки анализа методом Монте-Карло

Затем необходимо повторить DC анализ. На графике отобразятся итоги всех ста выборок. В меню настройки выбираем пункт Histograms Add Histogram. На экране появится гистограмма распределений Slope.

8. Построим графики АЧХ и ФЧХ.

Для запуска анализа необходимо войти в окно Analisis и запустить анализ частотных характеристик АС.В окне АС Analisis Lim­its необходимо установить диапазон частот Frequecy Range=1E8,1 (формат: максимальная частота, минимальная частота в Гц) и внизу указать в первой строке параметры графиков:  P=l, X Expression=F, Y Expression=db(V(2)), X Range=Auto, Y Range=Auto; P=2, X Expression=F, Y Expression=ph(V(2)), X Range=Auto, Y Range=Auto. После запуска анализа на экране появится график АЧХ и ФЧХ.

9.Определяем выходное сопротивление стабилизатора.

Подключим к выходу вместо резистора нагрузки источник тока в направлении выходного тока стабилизатора и смоделируем выходную ВАХ. Используем анализ по постоянному току DC. В окне DC Analysis Limits необходимо указать диапазон изменения тока источника. Для этого в строке Variable 1 установить: Method=Auto, Name=Il, Range=40,0,.5. В нижней части окна задать параметры графика ВАХ: P=l, X Expression=I(Il), Y Expression=V(2), X Range=Auto, Y Range=Auto. Запустить анализ кнопкой Run.

Рис.10. Установки анализа по постоянному току

Используя кнопку Go to X (идти в точку Х), указать координату левого или правого курсора, которая находится в рабочей зоне ВАХ стабилизатора. Регистрируем показания Slope. Модуль этого значения представляет собой выходное сопротивление стабилизатора Rвых.

Пример моделирования КСН в среде Micro-Cap

Исследуемая схема должна обеспечивать:

Работу в пределах заданного диапазона температуры окружающей среды -10 – 50 °С;

Заданный коэффициент пульсаций не более 1%;

Нестабильность выходного напряжения менее 3%;

Uн = (25 +5)В;

Iн = (4+0,5)А;

Нагрузка в пределах от 100 Ом до 2 кОм;

КПД не менее 50%;

Напряжение питания меняется не более чем на 10%;

Температурный коэффициент стабилизатора γ = 5 мВ/°С.