CC BY
169Окончание. Начало в КиТ№ 5’2006
Программа Transformer Designer (разработчик трансформаторов)
в OrCAD 10.5. Урок 4
Иосиф ЗЛАТИН
zlatin@pochta.ru Наджим ХАМЗИН
Penta7@rambler.ru
В этой статье завершается знакомство с выходными данными, генерируемыми программой, и рассказывается о моделях индуктивных компонентов, генерируемых Transformer Designer, а также о базе данных программы Transformer Designer.
Программа Transformer Designer позволяет изменять значения параметров проекта непосредственно в сообщении изготовителя. Когда редактируется значение параметра в сообщении изготовителя, результаты рассчитываются и отображаются мгновенно.
Как было упомянуто ранее, можно изменить значения параметров проекта, которые имеют символ звездочки в сообщении изготовителя. Остальная часть значений параметров доступна только для чтения и не может быть изменена.
Доступные для редактирования параметры:
• Operating flux density (B) — рабочая магнитная индукция. Можно изменить рабочую магнитную индукцию для выбранного материала сердечника так, что измененное значение будет меньше, чем магнитная индукция насыщения Bsat. Transformer Designer сравнивает в базе данных Transformer Designer новое значение B со значением Bsat. Если новое значение, указанное пользователем, больше, чем магнитная индукция насыщения Bsat, ошибочное значение сбрасывается, а первоначальное значение B сохраняется.
• Current Density (J) — плотность тока. Изменение плотности тока инициирует повторный выбор диаметра провода и расчет обмоток. Плотность тока может также влиять на потери в меди трансформатора. Плотность тока обратно пропорциональна размеру компонентов и прямо пропорциональна потерям в меди. Поэтому в трансформаторе увеличение плотности тока увеличивает потери в меди. Следовательно, уменьшение размера трансформатора увеличивает температуру его перегрева.
• Wire Gauge — калибр провода. Если необходимо изменить диаметр провода для одной или более обмоток, основанный на этом изменении расчет обмотки должен быть выполнен повторно. При изменении выбранного диаметра провода необходимо гарантировать, что провод имеет:
а) площадь поперечного сечения равную или большую, чем требуемая площадь;
б) его диаметр меньше удвоенной глубины поверхностного слоя.
• Insulation — изоляция. Изменение параметров изоляционного материала приводит к необходимости пересчета параметров обмотки. Сокращение толщины изоляционного материала уменьшает рассеяние. Пользователю разрешается изменять:
- Insulation material — изоляционный материал;
- End insulation — внешний изоляционный материал;
- Inter layer insulation — внутренний изоляционный материал;
- Gap between windings — зазор между обмотками.
• GAP — воздушный зазор. Используется только для трансформаторов обратноходовых преобразователей и дросселей. Изменение воздушного зазора приводит к пересчету рабочей магнитной индукции (B), магнитной индукции переменного тока Bac и индуктивности намагничивания.
Когда редактируется значение параметра в сообщении изготовителя, Transformer Designer создает новый вид сообщения изготовителя — Modified:1 и выводит измененную информацию в новом отображении сообщения изготовителя. Несколько видов сообщения обеспечивают возможность сравнения измененных результатов с первоначальным проектом трансформатора. Каждый раз, когда необходимо изменить параметр разработки, в первоначальном сообщении создается новый вид. Transformer Designer поддерживает максимум четыре вида, которые называются Modified:1, Modified:2, Modified:3 и Modified:4.
В изменяемом сообщении изготовителя можно изменить несколько параметров разработки, а затем обновить проект трансформатора за один шаг. Всякий раз, когда меняется значение параметра проекта в редактируемом сообщении изготовителя, измененное
значение параметра отображается красным цветом. Это указывает, что проект пока еще не изменен.
Для изменения проекта:
1. Изменим значение параметра проекта и нажмем Tab. Появится измененное значение, отображенное красным цветом.
2. В раскрывающемся меню View выберем Refresh Design. Можно также нажать кнопку Refresh Design на панели инструментов. Откроется диалоговое окно с вопросом: необходимо сделать изменения в представленном виде или должен быть создан новый вид?
3. Нажмем соответствующую кнопку и рассмотрим результаты изменения.
Может появиться желание изменить проект в тех случаях, когда не выполнено одно или более требований к проекту. Например, если рассчитанный КПД трансформатора меньше, чем КПД, указанный как один из входных параметров, можно изменить параметры проекта так, чтобы потери трансформатора уменьшились, а его КПД увеличился. Дадим несколько рекомендаций для достижения желаемых результатов:
1. Для уменьшения потерь в сердечнике уменьшите значение рабочей магнитной индукции B.
2. Потери в меди могут быть уменьшены снижением плотности тока J.
3. Увеличение плотности тока J уменьшает высоту обмотки.
4. Габариты индуктивного компонента могут быть уменьшены снижением толщины внутренней межслойной изоляции и уменьшением ширины зазора.
5. Уменьшение ширины зазора Lg вызывает уменьшение краевой индукции. В результате FFC также уменьшается.
6. В случае дросселей или трансформаторов обратноходовых преобразователей потери в сердечнике могут быть уменьшены увеличением ширины воздушного зазора Lg.
Spice-модель
После завершения процесса разработки Transformer Designer сгенерирует для трансформатора Spice-модель. Эта модель впоследствии может быть присоединена к символу (условному графическому обозначению компонента — УГО) и использована в разрабатываемой схеме для моделирования трансформатора.
Пример Spice-модели силового трансформатора, сгенерированной Transformer Designer:
* Generated by Transformer Designer on Wed Feb 03:34:15 2006 .subckt pwrtx V_IN1 V_IN2 + V_0UT11 V_0UT12
+ PARAMS: Np=15 RSp=0.0324664 LIp=3.43736e-006 + Ns1=15 RSs1=0.0469219 Gap = 0 L_LP NLP V_IN2 {Np}
R_RP NRP NLP {RSp}
L_Leak V_IN1 NRP {LIp}
L_LS1 NLS1 V_0UT12 {Ns1}
R_RS1 NLS1 V_0UT11 {RSs1}
K_K2 L_LP L_LS1 1.0 core_model_K1
.model core_model_K1 AK0:core_model CORE (GAP={Gap}) .model core_model CORE (LEVEL = 3 OD = 4.77 ID = 0 AREA = 0.8 GAP = 0 Br = 1200 Bm = 4900 Hc = 0.2 )
.ends pwrtx
*$
Параметры модели силового трансформатора приведены в таблице 14, а схема трансформатора — на рис. 17.
Таблица 14. Параметры модели силового трансформатора
Название параметра Параметр
L_LP1 Первичная обмотка
L_LS1 Вторичная обмотка
Rsp Сопротивление первичной обмотки
Rss Сопротивление вторичной обмотки
Np Число витков первичной обмотки
Ns Число витков вторичной обмотки
LIp Индуктивность рассеяния относительно первичной обмотки
Area Площадь поперечного сечения сердечника
GAP Ширина воздушного зазора в сердечнике (в силовых трансформаторах зазор отсутствует)
Параметры модели для трансформатора прямоходового преобразователя приведены в таблице 15, а схема трансформатора — нарис. 18.
Таблица 15. Параметры модели для трансформатора прямоходового преобразователя
Название параметра Параметр
L_LP1 Первичная обмотка
L_LS1 Вторичная обмотка
Rsp Сопротивление первичной обмотки
Rss Сопротивление вторичной обмотки
Np Число витков первичной обмотки
Ns1 Число витков первой вторичной обмотки
Ns2 Число витков второй вторичной обмотки
LIp Индуктивность рассеяния относительно первичной обмотки
Area Площадь поперечного сечения сердечника ^)
GAP Ширина воздушного зазора в сердечнике
Пример Spice-модели трансформатора для прямоходового преобразователя:
Generated by Transformer Designer on Wed Feb 31 03:26:56 2006
.subckt forcover V_IN1 V_IN2
+ V_0UT11 V_0UT12
+ PARAMS: Np = 17 RSp = 0.0244081
+ Ns1 = 34 RSs1 = 0.188756 Gap = 0
L_LP NLP V_IN2 {Np}
R_RP NRP NLP {RSp}
L_Leak V_IN1 NRP {LIp}
L_LS1 NLS1 V_0UT12 {Ns1}
R_RS1 NLS1 V_0UT11 {RSs1}
K_K2 L_LP L_LS1 1.0 core_model_K1
.model core_model_K1 AK0:core_model CORE (GAP={Gap})
.model core_model C0RE (LEVEL = 3 0D = 9.29 ID = 0 AREA = 2.13 GAP = 0 Br = 1200 Bm = 4900 Hc = 0.2)
.ends forcover *$
Таблица 16. Параметры модели для трансформатора обратноходового преобразователя
Название параметра Параметр
L_LP1 Первичная обмотка
L_LS1 Вторичная обмотка
Rsp Сопротивление первичной обмотки
Rs Сопротивление вторичной обмотки
Np Число витков первичной обмотки
Ns Число витков вторичной обмотки
LIp Индуктивность рассеяния относительно первичной обмотки
Area Площадь поперечного сечения сердечника ^)
GAP Ширина воздушного зазора в сердечнике
Пример Spice-модели дросселя:
* Generated by Transformer Designer on Wed Feb
31 03:42:39 2006
.subckt Untitled V_IN V_0UT
+ PARAMS: N=1 RS=0.00139301 Gap = 0.108071
L_L NL V_0UT {N}
R_R V_IN NL {RS}
K_K1 L_L 1.0 core_model_K1
.model core_model_K1 AK0:core_model C0RE (GAP={Gap}) .model core_model C0RE (LEVEL=3 0D=4.77 ID=0 AREA=0.86 GAP=0.108071 Br=1200 Bm=4900 Hc=0.2 )
.ends Untitled
*$
Параметры модели для дросселя приведены в таблице 17, а схема дросселя — на рис. 20.
Таблица 17. Параметры модели дросселя постоянного тока
Рис. 18. Схема трансформатора прямоходового преобразователя
Пример Spice-модели трансформатора обратноходового преобразователя:
* Generated by Transformer Designer on Wed Feb
31 03:40:06 2006 .subckt flycon V_IN1 V_IN2 + V_0UT11 V_0UT12
+ PARAMS: Np=57 RSp=0.071824 LIp=4.90945e-005 + Ns1=57 RSs1=0.137582 Gap = 1.3249 L_LP NLP V_IN2 {Np}
R_RP NRP NLP {RSp}
L_Leak V_IN1 NRP {LIp}
L_LS1 NLS1 V_0UT12 {Ns1}
R_RS1 NLS1 V_0UT11 {RSs1}
K_K2 L_LP L_LS1 1.0 core_model_K1
.model core_model_K1 AK0:core_model C0RE (GAP={Gap}) .model core_model C0RE ( LEVEL=3 0D=6.56 ID=0 AREA=0.491 GAP=1.3249 Br=1200 Bm=4900 Hc=0.2 )
.ends flycon
*$
Параметры модели для трансформатора обратноходового преобразователя приведены в таблице 16, а схема трансформатора — на рис. 19.
Название параметра Параметр
Rsp Сопротивление обмотки
Np Число витков обмотки
Area Площадь поперечного сечения сердечника ^)
GAP Ширина воздушного зазора в сердечнике
^Зоит
Рис. 20. Схема дросселя постоянного тока
Spice-модель позволяет проверить поведение индуктивного компонента в схеме. Для использования Spice-модели в схеме сначала необходимо связать ее с символом и затем использовать этот символ в схеме проекта.
База данных Transformer Designer
При разработке трансформатора нужно определить все необходимые входные и выходные вводимые данные. В зависимости от входных вводимых данных Transformer Designer генерирует список параметров сердечника, которые удовлетворяют критерию выбора. Чтобы сгенерировать этот список, Transformer Designer использует информацию из базы данных Transformer Designer.
База данных Transformer Designer содержит список сердечников, которые имеют различные физические и электрические характеристики и доступны на рынке. Пользователь может входить в базу данных, добавлять новые и удалять устаревшие документы.
Основные элементы, требуемые для разработки простого трансформатора: сердечник,
провода для обмоток и изоляционный материал, используемый между сердечником и проводом или между соседними слоями проводов. База данных разработчика индуктивных компонентов содержит информацию обо всех трех типах элементов. Эти продукты с различными физическими и электрическими характеристиками доступны на рынке. В зависимости от требований к проекту можно выбрать один из компонентов в базе данных и разработать трансформатор или дроссель.
База данных, поставляемая с Transformer Designer, автоматически конфигурируется, когда инсталлируется OrCAD 10.5. Можно рассмотреть подробности конфигурации, используя панель управления Windows:
1. Откроем окно Панели управления.
2. Двойным щелчком откроем Администрирование.
3. Двойным щелчком откроем Источники данных (ODBC).
4. На вкладке Системный DSN база данных Transformer Designer сконфигурирована как magdes.
В случае, когда база данных не записана, вы получите сообщение об ошибке, в котором говорится, что в базе данных нет доступной информации.
Для управления базой данных:
1. Запускаем Transformer Designer.
2. В раскрывающемся меню Tools выбираем Data Entry.
3. Выбираем компонент, для которого необходимо изменить или отредактировать данные.
4. В открывшемся диалоговом окне можно перемещаться по базе данных, используя навигационные кнопки внизу окна. Кнопки и их функции перечислены в таблице 18. Используя Transformer Designer, можно добавлять информацию:
• О компонентах сердечника, поддерживаемых различными изготовителями.
• О проводах, используемых для первичной и вторичной обмоток.
• Об изоляционном материале, используемом между обмотками, а также между сердечником и обмотками.
Для добавления информации о сердечнике:
1. Добавляем данные изготовителя.
2. Добавляем информацию о материале.
3. Добавляем свойства сердечника.
4. Добавляем информацию о каркасе.
Из перечисленных шагов первые три обязательны. Добавление информации о каркасе не обязательно. Поэтому могут быть случаи, когда сердечник не имеет данных о каркасе.
Для добавления данных изготовителя:
1. В меню Tools выберем Data Entry/Core Details/Vendor. Откроется диалоговое окно Enter vendor.
рицч
Ч*Г| [4 р“"
b“ VHïü.tS*
!■***» рЯШШ
_________I_______1____!___I___ZÜ___I I
_________I ______| » î | [
Рис. 21. Диалоговое окно Enter vendor
2. В диалоговом окне Enter vendor (рис. 21) нажмем кнопку New.
3. Определим данные сердечника, запрашиваемые в диалоговом окне. Для успешного добавления записей в базу данных необходимо определить Manufacturer Name — название изготовителя и Address — адрес, включая Address Extension — расширение адреса. Остальные поля являются необязательными.
4. Для сохранения записи о новом изготовителе нажмем Save.
5. Нажатие кнопки Reset позволяет стереть несохраненные данные во всех полях диалогового окна.
6. Закроем диалоговое окно, нажав для этого кнопку Close.
Кроме того, необходимо добавить информацию о материале, используемом для изготовления сердечника. При разработке трансформаторов должны быть рассмотрены такие свойства, как рабочая частота, рабочая магнитная индукция, потери в сердечнике и рабочие температуры. Эти факторы влияют на выбор материала, используемого для сердечников.
і ) ] г-3=-]
Рис. 22. Диалоговое окно Enter Material
Для добавления информации о материале сердечника:
1. В меню Tools выберем Data Entry/Core
Details/Material. Откроется диалоговое окно Enter Material (рис. 22).
2. В открывшемся окне нажмем кнопку New.
3. В разворачивающемся списке Vendor Name выберем изготовителя, для которого необходимо добавить данные.
4. В текстовом поле Material Name введем название материала, используемого для создания сердечника. Название материала берется из справочных данных, предоставляемых изготовителем.
5. Затем определим свойства материала. В таблице 19 перечислены свойства, указываемые для нового материала.
Таблица 18. Назначение навигационных кнопок
Переход к первой записи в базе данных
Переход к предыдущей записи
Перемещение к следующей записи
Перемещение к последней записи
Добавление новой записи в базу данных
Сохранение изменений, сделанных в отображенной записи. Эта кнопка разрешена, только если добавляется новая запись
Очистка диалогового окна от отображенной информации
Удаление текущей или отображенной записи из базы данных
Закрытие диалогового окна
Таблица 19. Свойства, указываемые для нового материала сердечника
Название свойства Определение
Saturation flux density (BMax) Магнитная индукция насыщения
Residual flux density (Br) Остаточная магнитная индукция, при которой напряженность магнитного поля равна нулю, когда материал находится в условиях симметричной намагниченности. Также известна как remnant flux density. Можно получить это значение из: • Предоставляемых изготовителем справочных данных. • Кривой намагничивания (рис. 23), предоставляемой изготовителем. Значение может быть рассчитано по формуле B = ^И, где ^ — относительная магнитная проницаемость
Coercive force (Hc) Коэрцитивная сила — напряженность магнитного поля, требуемая для получения магнитной индукции, равной нулю (рис. 23)
Frequency Рабочая частота
Temperature Температура Кюри
Permeability Начальная магнитная проницаемость материала. Для магнитного материала можно получить эти значения из справочных данных, предоставляемых изготовителем
6. Введем информацию о потерях сердечника в окно Core Loss Figures. Информация, которую необходимо ввести в это окно, будет использоваться для выведения эмпирической формулы, по которой затем будут рассчитаны потери сердечника на указанной частоте. Информацию о потерях сердечника можно получить в справочных данных, предоставляемых изготовителем. Чтобы успешно сохранить запись в базе данных, необходимо ввести информацию о потерях сердечника не менее чем для двух различных частот. Для каждой частоты необходимо ввести два параметра, характеризующие потери сердечника (табл. 20). Таким образом, необходимо определить не менее четырех установочных значений.
7. Чтобы добавить новую запись в базу данных, нажмем Save.
8. Закроем диалоговое окно.
Таблица 20. Пример вводимой информации о потерях сердечника
Frequency Coreloss Bval
100 k 100 m 10 k
100 k 100 m 11 k
200 k 100 m 10 k
200 k 100 m 11 k
Добавление свойств сердечника
Когда необходимо выбрать сердечник для создания трансформатора или дросселя, сначала необходимо выбрать изготовителя и определить используемый материал сердечника. Затем необходимо определить свойства сердечника и каркаса, который используется с сердечником.
Для добавления информации о новом сердечнике необходимо выполнить следующие шаги:
1. В меню Tools выберем Data Entry/Core
Details/Core. Откроется диалоговое окно Enter core (рис. 24).
2. В разворачивающемся списке Vendor Name выберем название изготовителя.
3. В разворачивающемся списке Family Name выберем форму сердечника, для которого нужно добавить данные.
4. В разворачивающемся списке Material выберем материал, используемый для изготовления сердечника. Если требуемый материал не доступен в базе данных, добавим информацию о нем в базу.
5. В текстовое поле Vendor Part Number введем шифр компонента, для которого необходимо ввести информацию в базу данных.
6. Введем свойства сердечника, используя справочные данные, предоставляемые изготовителем.
7. Для сохранения информации в базе данных нажмем Save.
8. Закроем диалоговое окно.
Типы сердечников, поддерживаемые Transformer Designer:
1. EE (рис. 25).
Рис. 24. Диалоговое окно Enter согє
Таблица 21. Вводимые в базу данных размеры сердечника E
Вводятся в базу данных... Соответствуют.
Core_Lx F
Core_Ly C
Core Cross section area, Ae — площадь поперечного сечения сердечника FxC Core_lxxCore_ly
Window Height (Hw) — высота окна 2D
Window Width (Ww) — ширина окна (E-F)/2 или M
Surface area — площадь поверхности (AC+2(DF+2A(B-D)+ +2DL)+2BC)
Рис. 26. Сердечник U
Таблица 22. Вводимые в базу данных размеры
сердечника U
Вводятся в базу данных. Соответствуют.
Core_Lx F
Core_Ly C
Window Height (Hw) — высота окна 2D
Window Width (Ww) — ширина окна E
Surface area — площадь поверхности (AC+2(2A(B-D) +2DL)+2BC)
Рис. 27. Тороидальный сердечник (тогоіЬ)
Таблица 23. Вводимые в базу данных размеры тороидального сердечника
Вводятся в базу данных. Соответствуют.
Outer diameter — внешний диаметр A
Inner diameter — внутренний диаметр B
Height — высота C
Surface Area — площадь поверхности nx[CxA+CxB+0,5x(A2-B2)]
2. UU (рис. 26).
3. Тороидальный (рис. 27).
Вводимые в базу данных размеры сердечников EE, UU и тороидальных даны соответственно в таблицах 21, 22 и 23.
Расчетные формулы для сердечников EE и UU:
Window Width = (E- F)/2, (89)
Window Hight = 2D. (90)
Расчетные формулы для тороидального сердечника:
Window Hight = nB, (91)
Window Width = (A - B)/2. (92)
Для добавления информации о каркасе:
1. В меню Tools выберем Data Entry/Core Details/Bobbin. Откроется диалоговое окно Enter bobbin (рис. 28).
2. В открывшемся окне в разворачивающемся списке Vendor Name выберем название изготовителя каркаса.
3. В списке Family Name выберем тип сердечника, для которого необходимо добавить информацию о каркасе.
4. Введем свойства каркаса.
5. Нажмем кнопку Save.
Параметры, добавляемые для сердечников
EE и UU:
1. Ширина окна Ww. Ширина окна каркаса соответствует ширине окна, доступной для обмотки.
2. Высота окна Hw. Высота окна каркаса указывает высоту окна, доступную для обмотки.
3. Bobbin Lx и Bobbin Ly. Эти параметры используются для вычисления средней длины витка MTL для провода обмотки.
Bobbin cross section area = = Bobbin Lx x Bobbin Ly.
xy
(93)
4. Введем номер калибра провода в поле Wire Gauge.
Номер калибра провода имеет различное значение для различных типов провода. Например, для провода SWG номер калибра 20 относится к проводу 0,0360 дюйма в диаметре, тогда как для AWG он соответствует
0.0320.дюйма в диаметре.
5. Затем введем в поле Cu/Cross Section Area площадь поперечного сечения медного провода в мм2.
6. Введем в поле Bare Cu. Wire Diameter диаметр медного провода.
7. Введем в поле Wire Diameter with Insulation диаметр провода с учетом толщины изоляционного материала.
8. Сохраним запись в базе данных.
Для добавления информации об изоляционном материале:
1. В меню Tools выберем Data Entry/Insulation.
Откроется диалоговое окно Enter insulation material (рис. 30).
2. Нажмем кнопку New.
3. Введем в текстовое поле Material Name название изоляционного материала.
Свойства, добавляемые для тороидальных сердечников:
1. Внешний диаметр.
2. Внутренний диаметр.
3. Высота.
Для добавления информации о проводах:
1. В меню Tools выберем Data Entry/Wire.
Откроется диалоговое окно Enter wire data (рис. 29).
4. Введем в текстовое поле Breakdown Strength электрическую прочность материала в В/мм.
5. В список Thickness (mm) введем доступные значения толщины изоляционного материала.
6. Нажмем Save, чтобы сохранить запись в базе данных.
Файлы шаблона
Для каждого типа индуктивного компонента, поддерживаемого Transformer Designer, доступен файл шаблона, который имеет значения по умолчанию для некоторых из полей, таких как Utilization factor (коэффициент использования) и Current density (плотность тока). Эти значения могут изменяться пользователем внутри Transformer Designer. Файлы шаблона, используемые Transformer Designer, находятся в папке Template (шаблон). Папка Template расположена в <install_dir>/ tools/pspice.
Некоторые из значений параметров проекта, которые определены в файле шаблонов и используются для расчетов в процессе разработки трансформатора, не видны пользователю. Например, толщина каркаса берется в файле шаблонов и используется для вычисления площади окна, доступной для обмотки. Таблица 24 перечисляет данные, вводимые в файл шаблона, наряду со значениями по умолчанию для каждого введенного данного.
Для редактирования или изменения значений в файлах шаблона Transformer Designer откройте файл шаблона в текстовом редакторе, сделайте требуемые изменения и сохраните файл с расширением .mgt.
2. Для того чтобы добавить новую запись в базу данных, нажмем кнопку New.
3. В разворачивающемся списке Wire Type выберем тип провода.
Поддерживаются провода типов:
- AWG (American Wire Gauge).
- SWG (Standard Wire Gauge).
Таблица 24. Свойства, читаемые в файле шаблона
Параметры Значение по умолчанию Комментарии
INSULATION_MATERIAL NYLON Значение, назначаемое на это свойство, представляет тип изоляционного материала. Возможные значения: • NYLON — нейлон; • MYLER — мейлер; • TEFLON — тефлон; • KAPTON — каптон
CURRENT_DENSITY 3 Плотность тока, J. Вводятся любые положительные значения, которые необходимо использовать
VENDOR Magnetics Изготовитель. Сейчас база данных заполнена информацией для Magnetics и Ferroxcube. Поэтому возможные значения Magnetics и Ferroxcube
FAMILY EE Определяет по умолчанию значение семейства сердечника или геометрию сердечника, используемого для разработки трансформатора или дросселя. В настоящее время поддерживается геометрия: • EE; • UU; • toroid.
WIRETYPE AWG Тип провода (AWG или SWG)
WINDING_GAP 1 Зазор между первичной и вторичной обмотками (в мм). Можно определить WINDING_GAP в виде любого положительного числа
UTIL_FACTOR 0,6 — для силовых трансформаторов; 0,112 — для трансформаторов прямоходовых преобразователей; 0,4 — для трансформаторов обратноходовых преобразователей; 0,5 — для дросселей Коэффициент использования. Применяется для выбора сердечника. Указывается значение по умолчанию для различных типов трансформаторов, но пользователь может указать любое значение больше 0, но меньше 1
RESISTIVITY 1,6 7E-05 Используется для определения удельного сопротивления медного провода, используемого в расчетах сопротивления обмотки
FOIL_WIDTH 0,00 Для версии 10.5 этот параметр игнорируется
BOBIN_THICK 1 По умолчанию толщина стенки каркаса принимается равной 1 мм. Толщина стенки каркаса используется в ситуациях, где не приведены в соответствие корпуса для выбора сердечника, доступные в базе данных. Это значение не может быть изменено через Transformer Designer. Пользователю необходимо изменить его прямо в файле шаблона
STRAND_FACTOR 1 Для версии 10.5 этот параметр игнорируется
WINDING_LAYOUT NO_SPLIT Указывает тип используемой обмотки. В версии 10.5 Transformer Designer не поддерживает разделение обмотки, поэтому любые изменения в этом поле игнорируются
PARALLEL_CORES 1 В версии 10.5 Transformer Designer может использовать только один сердечник. Поэтому любые изменения в этом поле игнорируются
KADJ 1 Это свойство определяет по умолчанию коэффициент размещения Kadj. Коэффициент размещения используется при расчете числа витков в слое
Рис. 31. Схема проверки рассчитанного трансформатора и его кривая намагничивания
Transformer Designer обеспечивает один файл шаблона для каждого поддерживаемого типа индуктивного компонента, например, BOBIN_THICK 1. По умолчанию толщина стенки каркаса принята 1 мм. Толщина стенки каркаса используется в ситуациях, когда в базе данных для выбранного сердечника нет соответствующих доступных каркасов. Программа Transformer Designer использует толщину каркаса для вычисления площади окна, доступной для обмотки. Это значение нельзя изменить через Transformer Designer. Пользователь должен изменить его непосредственно в файле шаблона.
Для каждого типа трансформатора можно изменить соответствующий файл шаблона и настроить значения по умолчанию для таких параметров проекта, как коэффициент использования и геометрия сердечника.
Кривая намагничивания
Когда используется Spice-модель трансформатора, сгенерированная Transformer Designer, можно рассмотреть в окне Probe кривую намагничивания для трансформатора.
Для отображения кривой намагничивания (B-H) выполним следующие шаги.
1. Отредактируем профайл моделирования:
а. В меню Simulation выберем Edit Profile.
б. В диалоговом окне Simulation Setting выберем вкладку Data Collection.
в. Установим опцию сбора данных для Voltages, Currents, Power и Digital в положение All.
г. Чтобы закрыть диалоговое окно, нажмем OK.
2. Промоделируем проект.
3. Отобразим величину H по оси X:
а. В меню Plot выберем Axis Settings.
б. На вкладке X Axis диалогового окна Axis Settings нажмем кнопку Axis Variable.
в. В диалоговом окне X Axis Variables установим галочку в окошко Subcircuit Nodes. Опция Subcircuit Nodes будет разрешена, только если опция сбора данных установлена в All.
г. В списке Simulation Output Variables выберем H и затем нажмем кнопку OK.
4. Добавим график для кривой B-H:
а. В диалоговом окне Add Traces установим галочку Subcircuit Nodes. Опция Subcircuit Nodes будет разрешена, только если опция сбора данных установлена в All.
б. Выберем кривую B и нажмем OK. На рис. 31 показана схема проверки трансформатора, рассчитанного программой Transformer Designer, и приведена его кривая намагничивания. ■
Литература
1. Разевиг В. Д. Система проектирования OrCAD 9.2. М.: Солон-Р, 2001.
2. Златин И. Моделирование на функциональном уровне в OrCAD 9.2 // Компоненты и технологии. 2003. № 3, 4.
3. Златин И. В Монте-Карло с OrCAD 9.2 // Компоненты и технологии. 2003. № 5.
4. Златин И. Графический анализ результатов моделирования в OrCAD 9.2 // Компоненты и технологии. 2003. № 7.
5. Златин И. Расширенный анализ (Advanced Analysis) и режим анализа Smoke в PSD 15.0
и OrCAD 10.0 // Компоненты и технологии. 2004. № 4.
6. Златин И. Advanced Analysis и режим анализа Sensitivity в PSD 15.0 и OrCAD 10.0 // Компоненты и технологии. 2004. № 5.
7. Златин И. Advanced Analysis и режим анализа Optimizer в PSD 15.0 и OrCAD 10.0 // Компоненты и технологии. 2004. № 6, 8.
8. Златин И. Advanced Analysis и режим анализа Monte Carlo в PSD 15.0 и OrCAD 10.0 // Компоненты и технологии. 2005. № 9.
9. Златин И. Advanced Analysis и режим анализа Troubleshooting в PSD 15.0 и OrCAD 10.0 // Компоненты и технологии. 2006. № 1.
10. Златин И. Программа Advanced Analysis и режим анализа Parametric Plotter в OrCAD 10.5 // Компоненты и технологии. 2006. № 2.
11. Златин И. OrCAD 10.5 для начинающих пользователей // Компоненты и технологии. 2006. № 3, 4.
12. Златин И., Хамзин Н. Программа Transformer Designer (разработчик трансформаторов) в OrCAD 10.5 // Компоненты и технологии. 2006. № 5, 6, 7.
