Model Predictive Control of Hybrid Transformer with Matrix ...
SPICE MODEL of Transformer
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Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 1
スパイスモデル解説
株式会社ビー・テクノロジーhttp://www.bee-tech.com/
2011年3月29日(火曜日)
トランスモデル編
コンセプトキットとは
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 3
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4月初旬 2011年4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4月初旬 2011年4月中旬
アベレージモデルの降圧コンバータ 84,000 2011年4月中旬 2011年4月下旬
過渡解析モデルの降圧コンバータ 未定 2011年4月中旬 2011年4月下旬
デザインキット
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 4
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
トランスのスパイスモデルの種類巻数モデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 5
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
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 6
コイルの等価回路の考え方(周波数を考慮する)
10-3 100 103 106 109 (Hz)
Impedance vs. Frequency Inductor model
R1L1L1
R1
R1L1C1
L1
10-3 100 103 106 109 (Hz)
Impedance vs. Frequency Inductor model
R1L1 R1L1L1
R1
L1
R1
R1L1C1
R1L1C1
L1L1
注意:動作周波数により、3素子モデルではなく、5素子モデル、ラダー・モデルが採用される事もあります。
トランスのスパイスモデルの種類(1)周波数特性モデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 7
トランスのスパイスモデルの種類(1)周波数特性モデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 8
L110uH
1
2
L210uH
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。
トランスのスパイスモデルの種類(1)周波数特性モデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 9
事例:周波数モデル+結合係数
トランスのスパイスモデルの種類(1)周波数特性モデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 10
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
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 11
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
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 12
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
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 13
PSpice Model Editor → MAGNETIC CORE
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
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 14
トランスのスパイスモデルの種類実物製作前段階でのスパイス・モデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 15
PSpice ICAP4
Vin=AC220[V]Vout=AC15[V]
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 16
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 17
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 18
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 19
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 20
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 21
実物製作前段階でのスパイス・モデルPSpice Magnetic Part Editor
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 22
実物製作前段階でのスパイス・モデルICAP4 Magnetic Designer
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 23
実物製作前段階でのスパイス・モデルICAP4 Magnetic Designer
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 24
実物製作前段階でのスパイス・モデルICAP4 Magnetic Designer
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 25
実物製作前段階でのスパイス・モデルICAP4 Magnetic Designer
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 26
*SRC=Untitled;Untitled;Transformers;;Fair-Rite, 26mm x 16mm (56--261621)*SYM=Untitled.SUBCKT Untitled 1 2 3 4*Copyright(c) Intusoft 2000. All rights reserved, redistribution prohibited.*Fair-Rite, Pot Core Ferrite, 78_25200K_25C, 26mm x 16mm (56--261621)*exempt 25826 8856 -85109** ** ** **Rdc1 N41 N61 0.5380Lmag N41 2 46.69mRcore N41 2 96.29kRac1 N61 1 0.6304Lac1 N61 1 6.020u** ** ** **L12 N41 in2 222.1uEfwd2 N82 4 in2 2 68.49mVsens2 N82 N42Ffbk2 in2 2 Vsens2 68.49mRdc2 N42 N62 5.378mRac2 N62 3 16.20mLac2 N62 3 154.7n.ENDS
*$* Generated by Magnetic Parts Editor on Sun Mar 27 08:03:08 2011.subckt test V_IN1 V_IN2+ V_OUT11 V_OUT12+ PARAMS: Np=59 RSp=1.26 LIp=1.66283e-005+ Ns1=5 RSs1=0.00970593 Gap = 0L_LP NLP V_IN2 {Np} R_RP NRP NLP {RSp} L_Leak V_IN1 NRP {LIp} L_LS1 NLS1 V_OUT12 {Ns1} R_RS1 NLS1 V_OUT11 {RSs1} K_K2 L_LP L_LS1 1.0 core_model_K1.model core_model_K1 AKO:core_model CORE (GAP={Gap}).model core_model CORE (LEVEL = 3 OD = 4.01 ID = 0 AREA = 0.454 GAP = 0 Br = 1100 Bm = 5000 Hc = 0.175 ).ends test*$
PSpice
ICAP4
スパイス・モデル応用
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 27
結合係数を使ったモデリング
センサー関連■差動トランス
コイル■ワイヤレス給電のコイル
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 28
Number : PT4Manufacturer : OXFORD ELECTRICAL PRODUCTS
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 29
C8
41.9823p
Source
A
0
L3
6.3514m
OUT2
IN
L1
6.36421m
Pulse Transformer
V41
TD = 0
TF = 5nPW = 0.05mPER = 0.1m
V1 = -0.8
TR = 5n
V2 = 0.8
RL
50
C7
10u
0
E1
V(A,0)EVALUE
OUT+OUT-
IN+IN-
C5
42.0223p
0
R1
41.8751k0
OUT1
R10
100G
C144.449p
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
L6 10.4542uH
C4
17.3536p
R13
1u
R2 3.42909k
C3
44.4466p
C216.3685p
R8
38.9312k
R12
30
パルストランスの等価回路図
周波数特性モデルを採用しているモデリング可能な周波数帯域は、100Hz~100MHz
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 30
C8
41.9823p
R8
38.9312k
C216.3685p
R1
41.8751k
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
R2 3.42909k
C3
44.4466p
C4
17.3536p
C5
42.0223p
L6 10.4542uH
C144.449p
Leakage Inductance
L1
6.36421m
L3
6.3514m
Pulse Transformer
100Hz~100MHz
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 31
C8
41.9823p
R8
38.9312k
C216.3685p
R1
41.8751k
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
R2 3.42909k
C3
44.4466p
Inductance : pin Ps & pin Pf
Pf
C4
17.3536p
C5
42.0223p
L6 10.4542uH
C144.449p
Ps Ss
L1
6.36421m
L3
6.3514m
Pulse Transformer
Sf
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 32
C8
41.9823p
R8
38.9312k
C216.3685p
R1
41.8751k
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
R2 3.42909k
C3
44.4466p
Inductance : pin Ss & pin Sf
Pf
C4
17.3536p
C5
42.0223p
L6 10.4542uH
C144.449p
Ps Ss
L1
6.36421m
L3
6.3514m
Pulse Transformer
Sf
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 33
1kHzにおける過渡解析
VIN
VOUT1
VOUT1-VOUT2
C7
10u
OUT2
Pulse TransformerC4
17.3536p
C8
41.9823pC3
44.4466p
A
R1
41.8751k0
0
C5
42.0223p
0
C216.3685p
R10
100G
RL
50
L3
6.3514m
R2 3.42909k
V41
TD = 0
TF = 5nPW = 0.5mPER = 1m
V1 = -0.8
TR = 5n
V2 = 0.8 R12
15
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
0
R8
38.9312k
Source
R13
1u
E1
V(A,0)EVALUE
OUT+OUT-
IN+IN-
IN
C144.449p
L1
6.36421m
OUT1
L6 10.4542uH
Ch1-Ch2
Input
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 34
VIN
VOUT1
VOUT1-VOUT2Ch1-Ch2
Input
IN
R10
100G
L1
6.36421m
C3
44.4466p
C7
10u
R13
1u
Pulse TransformerR2 3.42909k
C5
42.0223p
0
R8
38.9312k
0Source
R12
30
L6 10.4542uH
OUT2
E1
V(A,0)EVALUE
OUT+OUT-
IN+IN-
A0
C144.449p
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
OUT1
C8
41.9823p
0
L3
6.3514m
R1
41.8751kRL
50V41
TD = 0
TF = 5nPW = 0.05mPER = 0.1m
V1 = -0.8
TR = 5n
V2 = 0.8
C216.3685p
C4
17.3536p
10kHzにおける過渡解析
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 35
VIN
VOUT1
VOUT1-VOUT2 Ch1-Ch2
Input
R10
100G
C4
17.3536pC216.3685p
R1
41.8751kC7
3n
C8
41.9823p
0Source
A
L1
6.36421m
C5
42.0223p RL
50
R4
1u
0
( V(%IN1)+V(%IN2) )
L3
6.3514m
C144.449p
R8
38.9312k
IN
V41
TD = 0
TF = 5nPW = 5uPER = 10u
V1 = -0.8
TR = 5n
V2 = 0.8
L6 10.4542uH
0
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
OUT2
OUT1
R12
15
R31G
0
E1
V(A,0)EVALUE
OUT+OUT-
IN+IN-
R2 3.42909k Pulse Transformer
C3
44.4466p
100kHzにおける過渡解析
パルストランスのスパイスモデル
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 36
VIN
VOUT1
VOUT1-VOUT2 Ch1-Ch2
Input
R2 3.42909k
OUT2
C3
44.4466p
C216.3685p
0
R10
100G
C4
17.3536p
0
( V(%IN1)+V(%IN2) ) OUT1
R31G
L3
6.3514m
C7
8n
C144.449p
R12
15
C8
41.9823p0 R8
38.9312k
L6 10.4542uH
Pulse Transformer
A
R1
41.8751k
L1
6.36421m
IN
RL
50
0
K K1
COUPLING = 0.999K_Linear
L1 = L3L2 = L1
V41
TD = 0
TF = 5nPW = 0.5uPER = 1u
V1 = -0.8
TR = 5n
V2 = 0.8
R4
1u
C5
42.0223p
E1
V(A,0)EVALUE
OUT+OUT-
IN+IN-
Source
1MHzにおける過渡解析
リーケージ・インピーダンスの測定に関する調査事項
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 37
結果はブログ、デバイスモデリング研究所にて報告していきます。デバイスモデリング研究所のURLは下記のとおりです。http://beetech-icyk.blogspot.com/
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)
本ドキュメントは予告なき変更をする場合がございます。ご了承下さい。また、本文中に登場する製品及びサービスの名称は全て関係各社または個人の各国における商標または登録商標です。本原稿に関するお問い合わせは、当社にご連絡下さい。
38Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011