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自耦变压器SPICE建模

2022-02-28 15:50:34 John Dunn 阅读:
自耦变压器又称为单绕组变压器,可分升压变压器及降压变压器;它是一种只有一组线圈的变压器,其中一个线圈作为另一线圈的一部份...

在我的SPICE仿真器组件列表中,并不包括“自耦变压器”(autotransformer)模型。自耦变压器又称为单绕组变压器,可分升压变压器及降压变压器。自耦变压器是只有一组线圈的变压器,其中一个线圈作为另一线圈的一部份。wZZednc

由于只有一组线圈同时用作原线圈及次线圈,降压时会从共享线圈导引出一部份用于次线圈,而当升压时则从共享线圈引出比原线圈多的一部份用作次线圈。因为需要具备这项功能,我便为其建模如下(参见图 1)。wZZednc

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图1:自耦变压器模型。wZZednc

T1和T2是可以选择匝数比的理想变压器。从升压方向来看,自耦变压器的升压比是上变压器T1的匝数比加1。电感L1在总分接头绕组上下部份之间100%建模耦合,并设置该模拟的磁化电感值。wZZednc

在尝试实际使用此模拟之前,我需要确认模拟的有效性,我做到了。wZZednc

由于该SPICE 仿真器并未提供直接测量电感的仪器,因此我使用并联谐振和 LC谐振方程来检查几个匝比值的模拟电感(图2)。wZZednc

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图2:电感测定,例 1。wZZednc

分配至L1的Henry电感值是预先考虑恶意而选择的,因为这种大小的电感可能适用于低频、高功率应用。然而,我们也可以将此模型扩展到射频 (RF) 应用。将L1降低到仅27µH会产生以下结果(图3):wZZednc

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图3:电感测定,例 2。wZZednc

不同的电感,具有不同的频率,但我们在由SPICE确定谐振频率提供的数值精度范围内得到相同的结果。wZZednc

升压和降压转换的工作方式也相同(分别为图4和图5)。无论选择何种频率和电感,都会得到相同的结果。wZZednc

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图4:升压变换。wZZednc

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图5:电压降压变换。wZZednc

经过一番的思考和努力后,我将在下一篇文章中介绍实际的自耦变压器应用。wZZednc

(参考原文:Autotransformer SPICE model,by John Dunn;编译:Susan Hong)wZZednc

责编:Demi
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John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
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