スパイスモデル解説：トランスモデル編パート2

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スパイスモデル解説

株式会社ビー・テクノロジーhttp://www.beetech.info/

2011年6月3日(金曜日)

トランスモデル編 PART2

PART1

http://www.beetech.info/


ビー・テクノロジーの事業内容


http://www.spicepark.com/

[NEW]シンプルモデルとは


MATLABのようなパラメータモデル。あったら便利なアプリ的なスパイスモデルであり、汎用性がある。

製品 PSpice LTspice 価格(円)

DCDCコンバータモデルご提供中ご提供中 15,000

DCACインバータモデルご提供中ご提供中 15,000

DCAC 3相インバータモデルご提供中ご提供中 15,000

DC電源モデルご提供中ご提供中 15,000

[NEW]コンセプトキットとは


製品価格(円) PSpice版 LTspice版

ユニポーラステッピングモータ制御回路 42,000 2011年6月初旬 2011年6月中旬

バイポーラステッピングモータ制御回路 42,000 2011年6月初旬 2011年6月中旬

アベレージモデルの降圧コンバータ 84,000 2011年6月中旬 2011年6月下旬

過渡解析モデルの降圧コンバータ 63,000 2011年6月中旬 2011年6月下旬

デザインキット


要望が多いインバータ回路方式を中心に20種類の新製品を開発中。

製品分野

FCC回路電源回路

RCC回路電源回路

低損失リニアレギュレータ電源回路

高精度リニアレギュレータ電源回路

D級アンプアンプ回路

擬似共振電源回路電源回路

マイクロコントローラ電源回路

ステッピングモータドライブ回路モーター制御回路

PWM ICによる電源回路電源回路

バッテリー回路(リチウムイオン電池) バッテリーアプリケーション回路

バッテリー回路(ニッケル水素電池) バッテリーアプリケーション回路

バッテリー回路(鉛蓄電池) バッテリーアプリケーション回路

DCDCコンバータ電源回路

DCモータ制御回路モーター制御回路

WEBサイトの全面改訂


以前のWEBサイトhttp://www.bee-tech.com

リニューアル中のWEBサイトhttp://www.beetech.info/

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トランスのスパイスモデルPART1

トランスのスパイスモデルの種類巻数モデル


巻数モデル

TX1

TN33_20_11_2P90

L1_TURNS = 100

L2_TURNS = 100

トランスのスパイスモデルの種類(1)周波数特性モデル


L1

10uH

1

2

L2

10uH

1

2

K K1

COUPLING = 1K_Linear

インダクタンス＋結合係数周波数モデル＋結合係数

K K1

COUPLING = 1K_Linear

結合係数とは、1次巻き線で発生した磁束が2次巻き線に結合する割合です。デフォルト値は、結合係数=1です。実際には、0.99-0.9999を使用します。



事例：周波数モデル＋結合係数



事例：周波数モデル＋結合係数

インピーダンスの測定:Agilent 4294A

直列抵抗成分の測定:Agilent 34420A

Agilent 4294AAgilent 34420A

トランスのスパイスモデルの種類(2)周波数特性モデル＋コアモデル


トランスのスパイスモデルの種類(2)周波数特性モデル＋コアモデル


PSpice Model Editor

→ MAGNETIC CORE

トランスのスパイスモデル解説 PART2


トランスのスパイスモデル解説 PART2


基本形

コイル←周波数特性結合係数

発展系

ABM

=Analog Behavior Model

E:電圧制御電圧源G:電圧制御電流源

1. Magnetizing inductance, saturation and hysteresis

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IN-

OUT+

OUT-

IN+

G1i(Vim)/v (Kc)

00 Rh15

IN-

OUT+

OUT-

IN+

G2V(Vm)

0 0

Cb0.0005IC = 0

0

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E1V(Vc)*V(Kc)

0

VIM

Lm

40uH

IC = 0

1

2

0 0

0

Vm

Ri0.1

Vin

0

VinTD = 0

TF = 1nPW = {Pon}PER = {Per}

V1 = {Vi}

TR = 1n

V2 = {-Vi}

Vc

PARAMETERS:

Per = 100u

Pon = 49u

Vi = 10

PARAMETERS:

bsat = 0.1

Ropen

1MEG

0

B

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E21-pwr(v (B)/Bsat, 4)

0 0

Kc

Rsri

1u

2

1

ExponentB

KcBsat

ヒステリシス特性は、Lm,Exponent,Rh1

で最適化出来る

最適化の方法論及び影響度合いは、当日、説明致します。

1. Magnetizing inductance, saturation and hysteresis


Time

9.6ms 9.7ms 9.8ms 9.9ms 10.0ms

V(Kc)

0V

V(B)

-100mV

0V

100mV

V(VM)

-10V

0V

10V

I(Lm)

-1.0A

0A

1.0A

V(Vin) V(Vc)

-10V

0V

10V

I(Ri)

-20A -10A 0A 10A 20A-25A 25A

V(B)

-100mV

100mV

SEL>>

Vin

Vc

I(Lm)

Vm

B

Kc

.TRAN 0 10m 0 100n

Flux

Input current

2.SPICE model, 4 turn transformer with hysteresis and core losses


Ri3

1u

Ri4

1u

Ri1

1u

Rh1

5

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E10V(Vc)*V(KC)

0

VIM

Lm

40uH

IC = 0

1

20 0

0

VM

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E121-pwr(V(B)/Bsat, 4)

0

Kc

0

Rsri

1u

2

IN-

OUT+

OUT-

IN+

G1I(V1)/N1

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E2V(V1,V1r)*N1

0

0

V3V1

R11E6

0R13

1E-12

V4

V3r

0IN-

OUT+

OUT-

IN+

G3I(V2)/N2

V2

0

R41E6

V4r

IN-

OUT+

OUT-

IN+

G5I(V3)/(N3*V(Kc))

R7

1E6

IN-

OUT+

OUT-

IN+

G7I(V4)/N4

R11

1E6

V1

0

V1r

V2

Vc

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E4V(V2,V2r)*N2

0 0

V3

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E6V(V3,V3r)*N3

0 0

V4

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E8V(V4,V4r)*N4

00

V2r

18

13

16

7

0

0

0

0

IN-

OUT+

OUT-

IN+

G9I(Vim)/V(Kc)

00

Ropen

1MEG

0

IN-

OUT+

OUT-

IN+

G11V(VM)

0 0

Cb

0.0005

IC = 0

0

B

Ri2

1u



N=Ns/Np

U1

Transf ormer

V1 V3

V4

V3r

V2

V4rV2r

0

Vin

TD = 0


V1 = 0

TR = 1n

V2 = {Vi}

in

0

RL1

1MEG

PARAMETERS:N1 = 10N2 = 10

N3 = 1N4 = 1

PARAMETERS:bsat = 0.1

out1

out2

0 0

0

RL2

1MEG

0

Vin1

TD = 0


V1 = {Vi}

TR = 1n

V2 = 0

0

in_bar

PARAMETERS:

Per = 100u

Pon = 49u

Vi = 10

N=10

N=10

primary side secondary side

Time

400us 440us 480us 520us 560us 600us 640us 680us 720us 760us 800us

V(out2)

-100V

0V

100V

V(OUT1)

-100V

0V

100V

V(in_bar)

0V

5V

10V

V(in)

0V

5V

10V

I(U1.G9)

-100A -50A 0A 50A 100A

V(U1.B)

-100mV

100mV

SEL>>



in_bar

out1

out2

.TRAN 0 800u 400u 100n SKIPBP

in

Flux

current


3.Transformer with high frequency effects in the windings

基本形：L-R-L-R(etc.) function

L11 2

L21 2

L31 2

L41 2

L51 2

R1

R2

R3

R4

R5



AWG

出典： http://www.kimihiko-yano.net/RadioCon/Other/AWG/awg.htm

http://www.kimihiko-yano.net/RadioCon/Other/AWG/awg.htm






P1

P0

0

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E6V(Pw0)+I(VR4)*V(Vw4)+I(VR5)*V(Vw5)+(PWR(V(Vjd),2))*V(Rw1)

Pw

0

VR40

Rf loat51MEG

VR5

IN-

OUT+

OUT-

IN+

GR1

V(%IN+, %IN-)/(V(Rw1)+1E-6)

IN-

OUT+

OUT-

IN+

GR2

V(%IN+, %IN-)/(V(Rw1)+1E-6)

Vw2

IN-

OUT+

OUT-

IN+

GR3

V(%IN+, %IN-)/(V(Rw1)+1E-6)

IN-

OUT+

OUT-

IN+

GR4

V(%IN+, %IN-)/(V(Rw1)+1E-6)

Rf loat1

1MEG

0

IN-

OUT+

OUT-

IN+

GR5

V(%IN+, %IN-)/(V(Rw1)+1E-6)

Vw1

V1

L1{16E-9*Lw1}

12

L2{18.2E-9*Lw1}

12

L3{21.5E-9*Lw1}

12

L4{28.0E-9*Lw1}

12

L5{67.8E-9*Lw1}

12IN-

OUT+

OUT-

IN+

G4V(Vjd)

0

Vw

V2

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E1IF(AWG1>0, 25.48*(PWR(0.005*92, ((36-AWG1)/39))), Dmm1)

00

Dmm1

0

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E30.5*I(V1)

0

0

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E2(0.0218/(PWR(V(Dmm1),2)))*Lw1*(1+((Tw1-25)*0.004))*5

Rw1

0C1

20nR6

1E3

Vjd

0

VR1

0

IN+

IN-

OUT+

OUT-

E5(PWR(I(V2),2))*V(Rw1)+I(VR2)*V(Vw2)+I(VR3)*V(Vw3)

Pw0

0

VR2

VR3

IN-

OUT+

OUT-

IN+

Gt1I(Vt1)/N

0

P3

P4

Rf loat2

1MEG

0

Vtp

Rf loat3

1MEG

0

Rf loat4

1MEG

0

0

IN+

IN-

OUT+

OUT-

Et2V(Vtp)*N

Vt1

Rt11u

P2

2

Vw4

Vw5

Vw3

RL

1

00

out

0

U1Transf ormer

P3

P4

P1

P2

sense

0

in

VinTD = 0

TF = 1nPW = 49uPER = 100u

V1 = 30

TR = 1n

V2 = -30

PARAMETERS:AWG1 = 0Dmm1 = 5Lw1 = 50Tw1 = 25N = 1

R1

0.001



AWG gauge, AWG1=0

Diameter, Dmm1=5mm

Wire length, Lw1=1, 50 meters

Wire temperature, Tw1=25C

Turn ratio, N=NS/NP=1

primary side secondary side

Time

0s 100us 200us 300us 400us 500us

AVG(-W(Vin))

0W

1.0KW

2.0KW

SEL>> (500.000u,1.0609K)

(500.000u,1.2029K)

I(sense)

0A

-100A

100A

V(OUT)

-50V

0V

50V

V(IN)

-50V

0V

50V



VIN

VOUT

PIN,AVG

Lw1: 1 meter

Lw1: 50 meters

IIN

Bee Technologies Group

お問合わせ先)[email protected]

【本社】株式会社ビー・テクノロジー〒105-0012 東京都港区芝大門二丁目2番7号 7セントラルビル4階代表電話: 03-5401-3851設立日:2002年9月10日資本金:8,830万円【子会社】Bee Technologies Corporation (アメリカ)Siam Bee Technologies Co.,Ltd. (タイランド)

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