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Saber变压器设计参数.pdf.docx

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.98M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    其中变压器设置情况如下： 其中: 电路、磁心型号 EE3528、匝数 24:2、气隙 1.8mm 等数据来源于控制芯片 L6561 数据手册 磁心材质"3C8"(相当于 PC40), 截面 84.8u(平方米), 磁路长 69.7m(米), 数据来源于 EE3528 磁心数据手册. 原边绕组电阻 10m(欧姆), 副边绕组电阻 1m(欧姆),是大致估计,完了修正. 其中：变压器先采用 3 绕组线性模型，初步设置的参数如下：
    要同时得到电压电流波形数据，可以在这里选择： 这样设置后，在波形管理器（Scope)里面所有元件的电流就有了，包括变压器各绕组的电流波形。 有关问题在这里统一讲一下： 仿真中 CPU 是全力以赴的，CPU 占用 100%是正常的。 仿真中可以观察右上角这个部分知道当前状态： 仿真会产生很多文件，并且很大。除非想保存波形数据，否则可以不定期清理这些文件：File ----Clean Files... 想中断当前的仿真，按这个： 想在知道仿到什么程度了，可以在仿真过程中拖动一下示波器箭头，查看当前波形。
    画电路图可以采用复制方式，这样免得经常到库里面找元件。 也允许在目录里直接把那个唯一需要的电路图文件改名或者复制粘贴为拷贝。 上述几种操作容易引起网络错误，最好整理一下：Schematic-----Re-Reference 仿真操作直接按这个就行： 可以不先做 DC 分析。 其中除了这两栏外其他可以不设置： 要同时得到电压电流波形数据，可以在这里选择： 此外，你需要的 Saber2007（含教材）压缩文件长期保存在这两个群的邮件里(安装中切记不能有任何中文路径和文 件名)： 调整 B2 副边绕组匝数，使电桥平衡。 这里，即使 B2 副边绕组只有 1 匝，电桥仍然不能平衡，可以选择的是采用半匝结构、或者增加气隙。 调整气隙到 0.5mm，电桥平衡。且 B2 波形无畸变，说明磁芯够大。 增加激励电流，直到波形畸变。临界值 170A，抗饱和安全系数=170/97=175%。 安全系数很大，说明磁芯偏大，可考虑减少一号磁芯。 改用 EE42/21/15 磁芯，重复上述仿真，得到： 副边绕组匝数 n2=n3=1，允许最大气隙 0.345mm，抗饱和安全系数 130%。 评估： 匝数，匝数不是连续分布，只能是 1、2。。等自然数，特定情况半匝是可能的。设计中一般总希望 用最少的匝数达成拓扑需要，以便获得最少的铜损。经仿真，半匝不能满足要求，最少是 1 匝。
    气隙，气隙是客观存在的，即使磨成镜面的磁芯，仍然有 um 数量级的气隙存在，这里的 345um 是最 大允许值，适当的气隙冗余量（这里是 0~0.345mm)可保证规模生产时的安装容差。气隙超出最大允 许值意味着拓扑将退出电流连续模式。 抗饱和安全系数，常规设计方法不能明确得出这个参数，因此这个参数究竟多大合适我说了不算，需 要工程进一步验证。如果这个参数可以用完，那我们还可以再减少一号磁芯。 原边： 全桥变换电压传输是比例关系，根据 “感量比等于匝比的平方” 的关系，对应 400uH:640nH 的感量 比，可以算出匝比为 25：1。即：原边 25 匝。 原边仿真的任务是确定在不同气隙状态下变压器的绕组电感量。 将电桥改接到原边 设置低频（50Hz)小电流(1V1KΩ）激励，使电桥阻抗远大于感抗。 保持气隙 345um，调整 B2 原边匝数，使电桥平衡。得到原边匝数 25 匝，与计算吻合。 将 B2 气隙设置为 0，调整 B1 原边电感，使电桥平衡，得到变压器原边最大电感 Lpm=3.7mH。以及对 应副边电感 5.5uH。 不同的气隙宽度对应不同的电感量。 其中，漏感是按 1%典型值计算的，原边副边各自 0.5%。单位为 uH。 因为电压尖峰和吸收过程极为短暂，为尽可能精确地仿真尖峰及吸收过程的细节，我们将 Saber 的默认精度提高 500 倍：
    采用线性变压器以获得变压器内在的漏感，偶合系数 k=0.995（对应 1%的典型漏感），原边电感 Lp=1mH，匝比 1： 1。 在变压器原边连接 C3、R3，尽可能地去等效绕组分布电容和变压器磁损。 以步长 1us 仿真 5ms，以最后 1ms 的数据为观测结果。 二、 Saber 中的变压器 我们用得上的 Saber 中的变压器是这些：（实际上是我只会用这些 ） 分别是： xfrl 线性变压器模型，2~6 绕组 xfrnl 非线性变压器模型，2~6 绕组 单绕组的就是电感模型： 也分线性和非线性 2 种
    线性变压器参数设置（以 2 绕组为例）： 其中： lp 初级电感量 ls 次级电感量 np、ns 初级、次级匝数，只是显示用，不是真参数，可以不设置 rp、rs 初级、次级绕组直流电阻值，默认为 0，实际应该是该绕组导线的实测或者计算电阻值，在没有得到准 确数据前，建议至少设置一个非 0 值，比如 1p（1 微微欧姆） k 偶合（互感）系数，建议开始设置为 1，需要考虑漏感影响时再设置为低于 1 的值。需要注意的是，k 为 0。 99 时，漏感并不等于 lp 或者 ls 的 1/100。漏感究竟是多少，后述。 其他设置项我没有用过，不懂的可以保持默认值。
    非线性变压器参数设置（以 2 绕组为例）： 其中： np、ns 初级、次级匝数 rp、rs 初级、次级绕组直流电阻值 area 磁芯截面积，即 Ae，单位平方米，84.8u 即 84.8 微平方米，也就是 84.8 平方毫米。 len_fe 磁路长度，单位米，这里的 69.7m 是 EE3528 磁芯的数据 len_air 气隙长度，单位米，这里的 1.8m 是最后获得的设计参数之一。 matl 磁芯材质，下一讲了 其他参数我也不会用，特别是没有找到表达漏感的设置。 有了 Saber 中这两类变压器模型，基本上足以应付针对变压器的仿真了。他们的特点是，xfrl 模型速度快，不会 饱和，而且有漏感表达，xfrnl 模型真实，最后得出设计数据主要靠它了。 应用这两个模型有几个小技巧需要掌握：
    1、已知 lp、ls 求匝比，或者已知 lp、匝比求 ls 2、已知线径、股数、匝数、温度，计算绕组电阻值 3、已知磁芯型号，查磁芯手册获得 area、len_fe 参数 Saber 中的磁性材料 总共在 Saber(2007)中找到 9 种材质的磁心，参数如下： Saber 的磁心采用的是飞利浦的材质系列，但是不知道什么原因除了表中黄色部分的 4 种材质外，查不到其他材质 的文档。因此采用了类比法用仿真求出了其他材质的主要参数。类比法用的仿真电路实际上是个电桥，如图： 电路左右对称分流，左边是一线性（理想）电感做参照，右边是需要检测的非线性电感或者变压器。
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