開關電源中變壓器的Saber仿真輔助設計一:反激
非線性變壓器參數設置(以2繞組為例):
其中:
np、ns 初級、次級匝數
rp、rs 初級、次級繞組直流電阻值
area 磁芯截面積,即 Ae,單位平方米,84.8u 即 84.8 微平方米,也就是 84.8 平方毫米。
len_fe 磁路長度,單位米,這里的 69.7m 是EE3528磁芯的數據
len_air 氣隙長度,單位米,這里的 1.8m 是最后獲得的設計參數之一。
matl 磁芯材質,下一講了
其他參數我也不會用,特別是沒有找到表達漏感的設置。
有了Saber 中這兩類變壓器模型,基本上足以應付針對變壓器的仿真了。他們的特點是,xfrl 模型速度快,不會飽和,而且有漏感表達,xfrnl 模型真實,最后得出設計數據主要靠它了。
應用這兩個模型有幾個小技巧需要掌握:
1、已知 lp、ls 求匝比,或者已知 lp、匝比求 ls
2、已知線徑、股數、匝數、溫度,計算繞組電阻值
3、已知磁芯型號,查磁芯手冊獲得 area、len_fe 參數 附件:(磁芯手冊)
三、 Saber中的磁性材料
總共在Saber(2007)中找到9種材質的磁心,參數如下:
Saber的磁心采用的是飛利浦的材質系列,但是不知道什么原因除了表中黃色部分的4種材質外,查不到其他材質的文檔。因此采用了類比法用仿真求出了其他材質的主要參數。類比法用的仿真電路實際上是個電橋,如圖:
電路左右對稱分流,左邊是一線性(理想)電感做參照,右邊是需要檢測的非線性電感或者變壓器。
當信號源很小時,比如1mV,特定已知的材質(比如“3D3”)磁芯電感通過較大阻值的電阻分壓后可得到一基準端電壓,不同材質可得到一系列相對端電壓,并與其初始導磁率成比例關系,從而獲得表中系列材質的測試初始導磁率數據。
當信號源較大時, 加大電流到適當的程度,被測試電感會出現臨界飽和跡象(如圖中右窗口波形剛開始變形),類比可得到各系列材質的測試B值。
這個類比電橋也是以后要用到的線性變壓器和非線性變壓器的參數轉換電路,附后,需要的可以下載。
遺憾的是,可選擇的材質實在太少,盡管Saber有專門針對磁性材料的建模工具,但是工程上常用的TDK系列,美芯、美磁等標準磁心都沒有開發對應的Saber磁芯材質模型,這個重要的工作有待有心人或者廠家跟進(我覺得起碼廠家應該花錢完善自己的磁材模型)。
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