使用Saber的MCT为变压器建模

用Saber软件完成对变压器的建模

在Saber软件中，想要使用变压器的话有多种方法：

1.使用耦合电感，在Saber自带模型库MAST Parts Library\Magnetics\Inductor& Coupling\中调用2个Inductor模型和一个Inductor, Coupling Coef. [k]。

在使用的时候可以在调整两个电感的感量之后，对[k]进行设置，选择l.l1和l.l2耦合，并且设置两个电感参与耦合的感量，剩余部分为漏感。参数k(Gain)是两个电感耦合的关系，调整k的值可以调整耦合比例，若k为负值相当于同名端在不同的方向，电流流入和流出的方向相反。如下图所示

这个模型的优点是方便，很快就可以建立一个变压器，在修改微调的时候直接修改感量就可以。但是这个模型也有一个缺点，就是过于简单，我们无法从这个模型中得知磁性材料，线圈等信息，所以这个模型在我们进一步的工作中起不到什么作用。

2.Saber中自带了很多种变压器，在MAST Parts Library\Magnetics\Transformer Components\中有各种各样的变压器，比如在Linear 2-Winding Transformer Components\EE Cores\中有一个fc348e608_3c6a 2-Winding的变压器，在简单使用的时候只需要调整线圈的匝比n就可以使用了。如下图所示。

这种使用变压器的方法不能称之为“建模”，称其为“调用”更为合适，所以没有花时间去看每一个参数的意思。这种方法略过。

3.用Saber Model Architect中的Magnetic Component Tool建立一个变压器模型，这个模型可以非常细致的调节变压器的各种参数，从骨架，绕线区，磁芯插口等物理结构到绕线类型，线径，阻抗，导线的绝缘层，每层绕组之间的绝缘层的厚度及其介电常数，磁芯的有效长度，气隙，面积，还有磁芯的特性比如磁化曲线等参数都是可以调节的。

可以这样说，如果用Magnetic Component Tool建立的模型成功模拟了电路的功能，那么就可以直接把这个变压器变成现实的变压器，没有别的参数需要设计了。

下面对Magnetic Component Tool简要进行一下说明。

这个工具有3部分组成，Static B-H Curve(静态磁化曲线)，Core Section(磁芯选项)，Windings(绕线)。

B-H曲线是用图形来表示某种铁磁材料在磁化过程中磁感强度B与H磁场强度之间关系的一种曲线，大多数厂商会给出磁芯材料的这些参数比如Hsat（饱和磁场强度），Bsat（饱和磁感应强度），ui（初始磁导率），Br（剩余磁通密度），Hc（饱和矫正磁力）。根据这些变量可以调整B-H曲线。

是“有效”的磁芯的尺寸。配合磁芯的B-H曲线，就可以得到磁芯的资料。

Windings(绕线)确定的是线圈部分。这部分的功能可以确定用的变压器骨架（调节Former），添加线，绝缘层。对于我们实际应用来说还可以添加绕线的直径，绕线的绝缘层的厚度，每层绕线之间胶布的厚度，这些参数都可以在MCT中调节。

用MCT建立了一个变压器，并进行了AC仿真（步长0.01s，持续0.05s），得到如下结果：

详细的波形如下所示：

可以看出，变压器确实是起了作用。但是波形不理想，原因是交流信号的频率比较低，在把频率调高之后得到的曲线就比较理想了，如下所示：

由此可以得到结论，对于变压器建立的模型还是比较好的。

但是，这种方法得到的模型，需要在软件里测量一下漏感，励磁电感，绕组电阻，绕组间电容等寄生参数，这也是一定的工作量，不过有Saber的帮助，不算很麻烦。

总之，用MCT方法建立变压器的模型是一种比较好的方法，富有指导意义。只要把变压器调整为PC40 EE13/16之后只需要微调就可以指导仿真并给实践带来好处了。