ANSYS仿真赛三等奖获奖帖 ANSYS的高频变压器仿真初探 XIAOTU80.docVIP

主题: ?【仿真赛】ANSYS的高频变压器仿真初探 一. 序（背景及学习目的） 刚才在网上发现有这个活动，咱也积极参加， 准备先把软件下下来，然后学着仿真设计开关电源用的高频变压器。 每天进行的内容都会写下来，希望大家多多关注和支持！ 初步感觉以下几个难点： 1.学会变压器的建模，并进行仿真，在这个过程中需要对很多设计参数有个了解； 2.如何让建模更贴近于实际用到的变压器； 3.变压器模型中纹波电流的选择，因为实际很少来用示波器探头来测量纹波电流，如果改成设置成纹波电压，我倒觉得更容易设计一些。毕竟纹波电压更好测量一些； 4.在宽范围输入电压，以及其它一些条件下，可能要选择更大型号的变压器在作为最终方案； 5.对咱们工程师来说，设计的过程就是一个矛盾的过程，需要经常取折中。 定下的方案，如何才能根据实际要求，来接近最优，并应用到实际产品中去； 6.借助这个软件，能否达到设计变压器的高境界： 即只需要在电脑上进行仿真操作，就能设计出实际产品用到的最优方案！ Ansoft PExprt V7 是关于变压器及电感计算、建模。PExprt是一种新的软件工具，可帮助优化和加速汽车、飞机、个人通信设备中的电气系统所使用的变压器、电感器和磁性元件的设计。 PExprt据称是同类产品中第一款将设计解决方案、分析和仿真集成到单一环境的软件，并能够按照用户输入的规格要求，自动运行数百种“what-if”假定方案的软件。这种软件可在数分钟内输出一个易于解读的设计选项表，而据称若使用其他方法，设计人员则需要数天甚至数周的时间。 PExprt是业界第一个允许工程师快速地评估上千种的可能性设计和精确的预测电磁元件的执行情况的建模与仿真工具。Maxwell是电磁场工程师们首选的仿真软件，他们可以将其用于诸如马达、拖动装置、变压器、传感器、线圈等3D及2D的电磁和机电设备的设计和分析。 Maxwell采用精确的有限元分析法来分析静态的、频域的与时变的电场和电磁场。 Maxwell软件的一个主要的好处是用户只需对设计产品的几何形状、材料属性及期望输出的情况进行描述，软件即可对分析过程进行自动处理。 从而，Maxwell将自动产生一个适当的、高效率的、准确的网格来解决问题。这种自适应网格技术经验证可有效降低分析过程的复杂程度，使得工程师可以从高效、易用的设计流中获益。 与 ANSYS DesignXplorer 协同实现优化设计。Ansoft PExprt V7。 三.软件的下载安装 安装Ansoft PExprt V7。 观看视频安装软件 跟着进行操作 安装完毕还要进行如下操作 安装完成，打开 对上图的说明补充如下： 对应序号见上图 序号1-基于波形的电感 序号2-基于Buck拓扑的电感 序号5-基于波形的变压器 序号6-基于经典正激拓扑的变压器 序号10-基于波形的耦合电感 序号11-基于波形的反激拓扑变压器 序号12-基于反激拓扑的变压器 可以看出，这款软件可以设计电感，工频变压器以及不同拓扑结构的高频变压器接下来应该就是根据参数来设计电路和变压器了设计高频变压器如下： 输出5V,6A 输入最低电压90V，工作频率132KHZ； 原副边变比为20:1； 纹波电流不超过0.88A。 软件得到如下截图： 需要填上5个参数 磁材采用的是TDK系列的把需要的库拖进新建的工程库里 软件仿真，选出了一些合适的为了兼顾宽范围输入电压、温升等指标，最终决定采用EER28L,而没有采用更小几号的磁材. EER28L的介绍如下 软件骨架参数在软件库里都能够找到 自带的模型参数如上 最后给出的设计参数情况两个 绕组的情况 以上是变压器的利用率及2D图。根据需要选取合适大小的磁材型号 鼠标键就能够选择，其它也一样，选中了，执行后就只有PC40的磁材了可以去掉原先的分析结果，再选中PC40，只对PC40的磁材进行分析 显示结果 不同方案的损耗分布图 绕组一的 绕组二的总结一下，PExprt设计高频变压器的大体步骤： 1.安装软件Ansoft PExprt（可以参照视频介绍的安装）； 2.建立一个电源拓扑的新项目； 3.根据需要修改“Modeling Option”栏和“Design Inputs”； 4.将需要磁材厂家的库拖进项目新库中，进一步可选磁心形状、磁心尺寸、骨架、线型、磁心材料等； 5.在“Waveform”栏中，将设计参数加进去； 6.开始设计过程； 7.观察结果（设计结果、性能结果和构造结果），查看报表，选择需要的最优方案。 再把需要的一些附件给传上来Ansoft PExprt安装介绍Ansoft PExprt的软件MAXWELL2d的软件ANSOFTPEXPRT 软件-磁性元件的计算机设计流程 Ansoft12在工