文档介绍：Saber仿真开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计 2一、Saber在变压器辅助设计中的优势 2二、Saber中的变压器 3三、Saber中的磁性材料 7四、辅助设计的一般方法和步骤 91、开环联合仿真 92、变压器仿真 103、再度联合仿真 11五、设计举例一:反激变压器 12五、设计举例一:反激变压器(续) 15五、设计举例一:反激变压器(续二) 19Saber仿真实例共享 256KW移相全桥准谐振软开关电焊电源 27问答 27开关电源中变压器的Saber仿真辅助设计经常在论坛上看到变压器设计求助,包括:计算公式,优化方法,变压器损耗,变压器饱和,多大的变压器合适啊?其实,只要我们学会了用Saber这个软件,上述问题多半能够获得相当满意的解决。 一、Saber在变压器辅助设计中的优势1、由于Saber相当适合仿真电源,因此对电源中的变压器营造的工作环境相当真实,变压器不是孤立地被防真,而是与整个电源主电路的联合运行防真。主要功率级指标是相当接近真实的,细节也可以被充分体现。2、Saber的磁性材料是建立在物理模型基础之上的,能够比较真实的反映材料在复杂电气环境中的表现,从而可以使我们得到诸如气隙的精确开度、抗饱和安全余量、磁损这样一些用平常手段很难获得的宝贵设计参数。3、作为一种高性能通用仿真软件,Saber并不只是针对个别电路才奏效,实际上,电力电子领域所有电路拓扑中的变压器、电感元件,我们都可以把他们置于真实电路的仿真环境中来求解。从而放弃大部分繁杂的计算工作量,极大地加快设计进程,并获得比手工计算更加合理的设计参数。saber自带的磁性器件建模功能很强大的,可以随意调整磁化曲线。但一般来说,用mast模型库里自带的模型就足够了。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,,。len_fe  磁路长度,单位米,  气隙长度,单位米,。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ls2、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  参数三、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。当信号源很小时,比如1mV,特定已知的材质(比如“3D3”)磁芯电感通过较大阻值的电阻分压后可得到一基准端电压,不同材质可得到一系列相对端电压,并与其初始导磁率成比例关系,从而获得表中系列材质的测试初始导磁率数据。当信号源较大时, 加大电流到适当的程度,被测试电感会出现临界饱和迹象(如图中右窗口波形刚开始变形),类比可得到各系列材质的测试B值。这个类比电桥也是以后要用到的线性变压器和非线性变压器的参数转换电路,附后,需要的可以下载。遗憾的是,可选择的材质实在太少,尽管Saber有专门针对磁性材料的建模工具,但是工程上常用的TDK系列,美芯、美磁等标准磁心都没有开发对应的Saber磁芯材质