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浅谈常用于变压器模型中的Pspice仿真

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楼主
qin552011373|  楼主 | 2013-8-24 21:42 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
不少朋友在使用[size=14.399999618530273px]pspice仿真的时候,只会使用元件库中的几个理想化的耦合电感和变压器模型,却不会用那种带磁芯参数的耦合电感和变压器。下面让我们画一张原理图,把常用的理想化的和非理想话的耦合电感及变压器包含进去,进行一个仿真比较,这样才能掌握模型的特点,从而在实际工作中运用。
在这张原理图中,我们一共放置了5个耦合电感和变压器模型。其中左边的2个是理想化的,右边三个是非理想化,模拟的是带着实际的磁芯的磁性元件,磁芯的规格是3C90材质的ER28L。


有必要先简单说一下耦合电感这个模型,让一些刚入门的朋友便于自己动手尝试。在图中的K1、K2、K3就是以耦合电感为核心构造的几个变压器。我们构造这种变压器的时候,需要放置一个耦合电感模型K_Linear或K_Break或一个带磁芯的耦合电感模型例如K3所用的ER28L_3C90这个模型。然后需要根据实际的需要放置一个电感模型作为绕组,有几个绕组就放几个电感模型,但对于一个耦合电感模型,绕组不能超过6个。

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沙发
qin552011373|  楼主 | 2013-8-24 21:42 | 只看该作者
下面说说这几个模型的设置。
左边两个理想化模型:
K1:耦合电感模型为K_Linear,绕组为L1和L2,必须双击K_Linear模型在其参数L1中输入L1,在参数L2中输入L2,才能实现两个绕组的耦合。耦合系数设定为1,说明是完全耦合。电感L1和L2的电感量,就代表绕组的电感量。我们设定L1为250uH,L2为1000uH。这就意味这初级与次级的匝比为1:2。因为电感量之比是匝比的平方。
TX1:采用理想变压器模型XFRM_LINEAR,这个模型只有两个绕组,双击模型后设定耦合系数为1,两个绕组的电感量也分别设定为250uH和1000uH。
右边的非理想化模型:
K2:采用的耦合电感模型为KBreak,同样还需要放置两个电感,这里是L3和L4,双击KBreak的模型,设定耦合系数为1,参数L1为L3,参数L2为L4,把参数Implementation设置为ER28L_3C90。这里要注意了,电感L3和L4的参数分别为10和20。这个数字代表什么意思呢?是电感量吗?不是,千万注意,这里的意思是匝数!凡是采用了带磁芯的模型,就不再用电感量来作为参数了,而是使用匝数。
TX2:采用的非理想变压器模型XFRM_NONLINEAR,同样这个模型只有两个绕组。双击模型后,设定耦合系数为1,参数Implementation设置为ER28L_3C90,参数L1_TURNS和L2_TRUNS分别设置为10和20。很显然,这里也是匝数。
K3:直接采用ER28L_3C90磁芯的耦合电感模型,绕组为L5和L6。双击耦合电感模型,设置耦合系数为1,参数L1为L5,参数L2为L6。把L5和L6的参数改成10和20。
为什么我这里要把采用ER28L_3C90磁芯的模型的匝比设定为10:20呢,因为这个磁芯的电感系数为250nH/N2,这样刚好使初次级之间的电感量之比为250uH:1000uH,和理想模型的参数一致,方便仿真后结果的比较。
现在我们在每个变压器的初级串一个0.001欧的电阻,次级接上10欧的负载。并放置一个峰值1V,频率10KHz的正弦波电压源给变压器初级提供输入信号,并双击这个信号源,设置初始相位为90度,如图连接好电路,放置0电位的地。然后点击菜单pspice项,选择new simulation profile建立一个新的仿真。然后选择时域仿真,见下图:


设定仿真时间从0秒开始到1ms,最大步长100ns,跳过初始化偏压点计算。
然后点击菜单pspice,选择Run,[size=14.399999618530273px]仿真就可以开始了。

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