主题中讨论的其他器件：LM5180EVM-DUAL
工具与软件：
许多 TI IC 支持 TINA 仿真、包括 LM5180 初级侧调节(PSR)反激式器件和 LM5160 Fly-buck 器件。 众所周知、在 PSpice 中可轻松对反激式或反激式变压器建模、其中各有一个电感器代表每个绕组、并有一个 K 因数模型实例对其进行耦合。 但是、在 TINA 中它并不那么简单、尤其是当反激式变压器具有两个以上绕组时。
TINA-TI 的元件库中包含基本的耦合电感器模型、但只有两个绕组。 对于许多初学者以及偶尔使用 TINA 的用户、目前尚不清楚如何对多绕组反激式或 Fly-Buck 变压器进行建模。 在这篇文章中、我提供了一个三绕组反激式变压器的简单 TINA 行为模型、该模型可以轻松扩展以包括更多的输出轨、并提供了一个将模型从三个绕组更新为四个绕组的示例。 同样的方法可用于对多绕组 Fly-Buck 变压器进行建模。
为方便起见、我 以 LM5180EVM-DUAL 的变压器为例。 它是 Coilcraft 开发的 YA8916-BL、变压器图如图1所示。 表1列出了关键参数。
图 1. . 三绕组反激式变压器
表 1. . 示例变压器的关键参数
|
变压器绕组 |
初级 |
第1段 |
第2节 |
|
标准匝数(N---) |
1. |
1. |
0.52. |
|
电感 (Lmag) |
30 µH |
|
|
|
泄漏 (Llk) |
565nH |
|
|
|
绕组电阻(R--) |
360 mΩ |
695 mΩ |
392 mΩ |
由于反激式变压器绕组基本上是耦合电感器、因此我们可以使用电感器对初级电感器 Lmag 进行建模、并使用 TINA 理想变压器来表示每个次级绕组。 具体而言、
- 变压器初级绕组使用串联的 Rpri、Lmag 和 Llk 建模。
- sec1绕组使用匝数比为的理想变压器 TR1建模
N2: N1=Nsec1: NPRI=1 : 1=1
绕组电阻 Rsec1与绕组输出串联。
- sec2绕组建模为匝数比为的理想变压器 TR2
N2: N1=Nsec2: NPRI=0.52:1=520M
绕组电阻 Rsec2与绕组输出串联。
图3是 LM5180EVM 双 电路的 TINA 模型、从 LM5180-Q1 TINA-TI 双启动15Vout1和-8Vout2瞬态模型进行 了修改、在虚线框中替换了变压器模型。 应特别注意反激式原理图中的绕组极性配置。 在此示例中、可以看到初级"绕组"与初级侧电路交叉连接、以实现正确的极性使用。
图 2. . 示例变压器的 Tina 行为模型
图 3. . LM5180EVM-DUAL 电路的 TINA 行为模型
要添加更多绕组、您可以简单地并联更理想的变压器。 让我们在一个向之前的变压器添加5V 输出电源轨的示例中展示这一点、如图4所示。 对于5V 输出、TR3的匝数比应为
N2:N1=Nsec3: NPRI=0.33:1=330m
图2中模型的附加绕组以红色突出显示、如图5所示、其中 Nsec3的绕组电阻假设为 Rsec3 = 200 mΩ、所有其他参数假设与表1中所列的参数相同。 按照相同的方法、您可以使 TINA 中任意数量绕组的行为反激式变压器模型。
图 4. . 4绕组反激式变压器的一个示例
图 5. . 更新具有更多绕组的反激式变压器模型
同样的方法也可用于对多绕组 Fly-Buck 变压器进行建模。 指定 Lmag 作为初级电感器、并使用理想变压器表示每个次级绕组。 通过这种方式、您可以扩展 Fly-Buck TINA 测试台(例如 LM5160 TINA-TI 反激式参考设计) 、以模拟包含更多输出轨的设计。 同样、请确保正确使用绕组极性。
