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          小型變壓器原邊電流

          作者:時間:2023-02-20來源:卓晴收藏

          在一個半波整流電路中,?原邊和副邊的電流波形是什么呢??理想情況下, 副邊電流應該是這種直流脈沖電流形式。?那么原邊的電流波形是否與其相似??也是半波整流信號波形?;蛘呤前氩ㄕ餍盘栔械慕涣鞣至??

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202302/443479.htm


          01 半波整流


          一、前言

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          在一個半波整流電路中,?原邊和副邊的電流波形是什么呢??理想情況下, 副邊電流應該是這種直流脈沖電流形式。?那么原邊的電流波形是否與其相似??也是半波整流信號波形?;蛘呤前氩ㄕ餍盘栔械慕涣鞣至??


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          ▲ 圖1.1.1 半波整流電流波形


          在 前面通過實驗測試的小型變壓器半波整流電流波形中[1] ,?可以看到實際上原邊的電流波形比較復雜。?下面通過 LTspice 仿真來查看一下變壓器半波整流下原邊電流波形。


          二、仿真結果

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          在 LTspice中, 建立變壓器仿真模型是比較容易的。?使用兩個電感, 對應待測變壓器的原邊和副邊。?然后通過指定 LTspice 命令, 聲明這兩個電感之間存在著耦合, 其中最后一個參數表明兩個電感之間的耦合系數。?詳細方法可以參見 LTspice 開發環境的聯機幫助信息中的說明。


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          下面仿真中的參數, 使用 之前實驗中所使用的變壓器的測量參數[2] 。?應用了變壓器的一對副邊進行實驗,?使用SmartTweezer 手持電容電感表 測量輸入輸出變壓器參數。?在上次實驗中測試了該變壓器輸入輸出電流波形, 下面查看一下電路仿真給出的原邊和副邊的電流波形。


          這里給出了原邊電流波形與副邊電流波形, 分別是青色與橙色曲線。?可以看到它們之間相位出現差別, 同時原邊的電流波形與正弦波很接近。?這個結果與實際測試的結果相差很大。


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          ▲ 圖1.2.1 LTspice給出的原邊和副邊電流波形


          為了使得變壓器更加接近于理想變壓器, ?將變壓器原邊和副邊的電感量增加, 比值不變。這樣對應的變壓器的勵磁電流會大大減小。?下面繼續觀察兩個線圈輸出電流的大小。?這里給出了變壓器輸入輸出線圈電流波形。?它們波形都呈現半波整流的形狀,  極性相反。? 可以看出增加了變壓器輸入輸出電感量, 減小了變壓器勵磁電流,  輸入輸出波形基本上相同。?請注意原邊電流的零點是通過波形的中間, 所以電流沒有直流分量。?原邊的電流峰值大約是副邊的一半,? 這是因為原邊的線圈匝數(對應其電感量) 比副邊大了兩倍。


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          ▲ 圖1.2.2 將變壓器原邊和副邊的電感增加


          可以看到在原邊的電流波形實際上包含有兩個電流分量。一個是原邊的勵磁電流分量,這是正弦波電流, 一個是副邊電流反射回來對應的原邊電流分量, 這是一個半波整流信號。?當原邊的電感量較小的時候,?勵磁分量比較大, 所以整體上原邊電流呈現正弦波形狀, ?當原邊電感量比較大時, 勵磁分量減少, 副邊反射回來的整流分量增加, 對應的電流則呈現為半波信號形狀。?現在將原邊電感修正為不大不小, ?對應的電流就呈現出正弦與半波整流疊加的形狀。


          為了方便對比, 下面將原邊電流波形的極性修改一下, ?然后在對比實測的電流波形, ?可以看到它們之間比較相近了。?這是對應的電流波形前半周,?這是電流波形的后半周。?它們之間的差別, 可能還需要進一步考慮兩個線圈之間的耦合系數, 磁芯的非線性等原因。


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          總結

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          本文對于小型變壓器半波整流電流進行了仿真分析。?變壓器原邊的電流是由原邊的勵磁電流與副邊的反射電流組成。?勵磁電流為正弦波, 反射電流為半波整流波形,?疊加之后形成了原邊這種不規整的電流波形。


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          參考資料


          [1]整流變壓器電流波形: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128977128


          [2]環形工頻變壓器線圈參數: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128972150



          關鍵詞: 變壓器

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