Pspice仿真常用变压器模型.docx

Pspice仿真——经常使用变压器模型之五兆芳芳创作A时间：04122176次阅读【网友评论0条我要评论】收藏因为电感元件的参数比较单一，并且在仿真中，主要是仿真元件的电子特性.所以，这里就不谈电感，而主要讨论一下变压器和耦合电感的问题•良多朋友在使用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，却不合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，把经常使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，这样才干掌握模型的特点，从而在实际任务中运用.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.有需要先复杂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测验考试•在图中的KI.K2.K3就是以耦合电感为焦点机关的几个变压器•我们机关这种变压器的时候，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•然后需要按照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，绕组不克不及超出6个.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,才干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250i】H,L2为lOOOuH.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:采取理想变压器模型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辨别设定为250uH和lOOOuH.右边的非理想化模型：K2:采取的耦合电感模型为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的参数辨别为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！但凡采取了带磁芯的模型，就不再用电感量来作为参数了，而是使用匝数.TX2:采取的非理想变压器模型XFRMLNONLINEAR,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Implementatioii设置为ER28L_3C90,参数L1_TURNS和L2.TRUNS辨别设置为10和20很显然，这里也是匝数.K3:直接采取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取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25011H/N2,这样恰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，便利仿真后结果的比较.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IV,频率lOKHz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newsimulationprofile成立一个新的仿真.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较•然后点击菜单pspice,选择Rim,仿真就可以开始了.待仿真完成后，如最开始的图放置电压探头•我们已经知道这些变压器的变比是1：2,那么实际的电压输出是不是这样呢？看看吧：从图中可以看到，输入电压峰值为IV的正弦波，输出为峰值为2V的正弦波.再如下图放置电流探头：然后点击仿真器的菜单plot,选择Addplottowindow,再放置一个如上图中的看输入电压信号的电压探头，可以同时看到输入电压与输出电流的波形：从波形上可以看出，每个变压器的输出电流波形几近是完全一致的.那么有朋友要说了，这么看来，理想变压器和非理想变压器模型的表示仿佛是一样的，没有什么区别呀？下面我们来持续探讨•理想变压器和非理想变压器的一个重要的区别就是，理想变压器不会饱和，而非理想变压器会饱和•怎么样才干让变压器饱和呢？假设给变压器的初级施加一个直流电压信号，时间长了，励磁电流越来越大，变压器就会饱和•我们来看看是不是这样的.把输入的交换信号源换成一个0.5V的直流信号源:然后点击东西栏上的这个，再次开始时域扫描（没有改参数和上次一样）•然后在如图中所示，Rl.R5处放置电流探头•在仿真器界面下选择菜单的plot>Addplottowindow,再如图在R3.R7.R9处放置电流探头，看看变压器原边电流在长时间施加直流电流会如何变更吧：从图中可以看到，理想变压器的初级电流线性上升•而非理想变压器的初级电流在大约0.76ms的地方开始急剧上升.是不是变压器在这个地方饱和了呢？我们来计较一下•先看一下磁芯和材质的参数:按照这些已知参数，依照电磁感应定律：说明从时间零点开始到0.76毫秒处的磁感应强度增量为467mT.而按照上表中，3C90材质的饱和点约为470mT，说明采取了ER28L_3C90磁芯的几个非理想变压器在这个地方的确开始进入饱和状态了！而理想变压器的初级电流只是线性上升，不会进入饱和！了解了这些模型的特性，你就可以依照实际的需要选择适合的模型进行仿真•不管是理想化的耦合电感模型，仍是非理想的模型，K系列的模型可以支持有6个绕组的耦合电感或变压器•通常足够我们使用了.。