Stepping Motor

スパイスモデル解説
トランスモデル編
2011年3月29日(火曜日)
株式会社ビー・テクノロジー
http://www.bee-tech.com/
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011
1
コンセプトキットの位置付け
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2
コンセプトキットとは
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
未定
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
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3
デザインキット
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
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。
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4
トランスのスパイスモデルの種類
巻数モデル
TX1
巻数モデル
TN33_20_11_2P90
L1_TURNS = 100
L2_TURNS = 100
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5
トランスのスパイスモデルの種類
(1)周波数特性モデル
コイルの等価回路の考え方(周波数を考慮する)
L1
C1
L1
L1
R1
R1
L1
R1
-3
10
0
10
3
10
6
10
9
10
(Hz)
Inductor model
Impedance vs. Frequency
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。
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6
トランスのスパイスモデルの種類
(1)周波数特性モデル
100K
(2.1878M,234.735K)
10K
1.0K
100
10
1.0
1.0KHz
10KHz
V(V1:+)/ I(V1)
100KHz
1.0MHz
10MHz
Frequency
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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
K K1
K_Linear
COUPLING = 1
1
2
L1
10uH
2
L2
10uH
1
インダクタンス＋結合係数
K K1
K_Linear
COUPLING = 1
周波数モデル＋結合係数
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。
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8
トランスのスパイスモデルの種類
(1)周波数特性モデル
事例：周波数モデル＋結合係数
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9
トランスのスパイスモデルの種類
(1)周波数特性モデル
事例：周波数モデル＋結合係数
Agilent 34420A
Agilent 4294A
インピーダンスの測定:Agilent 4294A
直列抵抗成分の測定:Agilent 34420A
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10
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
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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
PSpice Model Editor → MAGNETIC CORE
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13
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
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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
Vin=AC220[V]
Vout=AC15[V]
PSpice
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ICAP4
15
実物製作前段階でのスパイス・モデル
PSpice Magnetic Part Editor
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16
実物製作前段階でのスパイス・モデル
PSpice Magnetic Part Editor
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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
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22
実物製作前段階でのスパイス・モデル
ICAP4 Magnetic Designer
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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
PSpice
ICAP4
*$
* 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 = 0
L_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
*$
*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
0.5380
Lmag
N41
2
46.69m
Rcore
N41
2
96.29k
Rac1
N61
1
0.6304
Lac1
N61
1
6.020u
** ** ** **
L12
N41
in2
222.1u
Efwd2
N82
4
in2
Vsens2
N82
N42
Ffbk2
in2
2
Vsens2
Rdc2
N42
N62
5.378m
Rac2
N62
3
16.20m
Lac2
N62
3
154.7n
.ENDS
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2
68.49m
68.49m
26
スパイス・モデル
応用
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
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27
パルストランスのスパイスモデル
Number : PT4
Manufacturer : OXFORD ELECTRICAL PRODUCTS
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28
パルストランスのスパイスモデル
パルストランスの等価回路図
L6 10.4542uH
R13
E1
IN
R2
3.42909k
1u
C216.3685p
C7
Source
C1
44.449p
L3
L1
R8
C5
41.8751k
41.9823p
A
V41
Pulse Transformer
17.3536p
R1
C8
V1 = -0.8
V2 = 0.8
TD = 0
TR = 5n
TF = 5n
PW = 0.05m
PER = 0.1m
C4
OUT 1
IN+ OUT +
IN- OUT EVA LUE
V(A,0)
0
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
C3
6.3514m
38.9312k
6.36421m
10u
44.4466p
R12
42.0223p
RL
50
OUT 2
30
R10
100G
0
0
0
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
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29
パルストランスのスパイスモデル
Leakage Inductance
L6 10.4542uH
R2
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
3.42909k
C216.3685p
17.3536p
R1
C8
C1
44.449p
Pulse Transformer
C4
L3
L1
R8
C5
41.8751k
41.9823p
C3
6.3514m
38.9312k
42.0223p
6.36421m
44.4466p
100Hz～100MHz
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30
パルストランスのスパイスモデル
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
L6 10.4542uH
R2
3.42909k
Pulse Transformer
C4
Ss
Ps
C216.3685p
17.3536p
L3
C8
41.9823p
L1
R1
C1
44.449p
R8
C5
C3
6.3514m
41.8751k
38.9312k
42.0223p
6.36421m
44.4466p
Sf
Pf
Inductance : pin Ps & pin Pf
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31
パルストランスのスパイスモデル
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
L6 10.4542uH
R2
3.42909k
Pulse Transformer
C4
Ss
Ps
C216.3685p
17.3536p
L3
C8
41.9823p
L1
R1
C1
44.449p
R8
C5
C3
6.3514m
41.8751k
38.9312k
42.0223p
6.36421m
44.4466p
Sf
Pf
Inductance : pin Ss & pin Sf
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32
パルストランスのスパイスモデル
1kHzにおける過渡解析
L6 10.4542uH
R13
E1
IN
R2
3.42909k
1u
C216.3685p
C1
44.449p
C7
L3
L1
R8
C5
41.8751k
41.9823p
A
V41
Pulse Transformer
17.3536p
R1
C8
V1 = -0.8
V2 = 0.8
TD = 0
TR = 5n
TF = 5n
PW = 0.5m
PER = 1m
C4
OUT 1
IN+ OUT +
IN- OUT EVA LUE
V(A,0)
0
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
C3
6.3514m
38.9312k
6.36421m
10u
44.4466p
R12
42.0223p
RL
50
OUT 2
15
R10
100G
Source
2.0V
0
0
VOUT1-VOUT2
0V
0
Ch1-Ch2
SEL>>
-2.0V
V(OUT1)- V(OUT2)
2.0V
VOUT1
0V
Input
-2.0V
V(OUT1)
2.0V
VIN
0V
-2.0V
1.0ms
V(IN)
1.5ms
Time
2.0ms
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33
パルストランスのスパイスモデル
10kHzにおける過渡解析
L6 10.4542uH
R13
E1
IN
R2
3.42909k
1u
C216.3685p
C7
Source
C1
44.449p
L3
L1
R8
C5
41.8751k
41.9823p
A
V41
Pulse Transformer
17.3536p
R1
C8
V1 = -0.8
V2 = 0.8
TD = 0
TR = 5n
TF = 5n
PW = 0.05m
PER = 0.1m
C4
OUT 1
IN+ OUT +
IN- OUT EVA LUE
V(A,0)
0
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
C3
6.3514m
38.9312k
6.36421m
10u
44.4466p
R12
42.0223p
RL
50
OUT 2
30
R10
100G
0
2.0V
0
VOUT1-VOUT2
0V
0
Ch1-Ch2
-2.0V
V(OUT1)-V(OUT2)
2.0V
VOUT1
0V
Input
SEL>>
-2.0V
V(OUT1)
2.0V
VIN
0V
-2.0V
100us
V(IN)
150us
200us
Time
250us
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011
34
パルストランスのスパイスモデル
100kHzにおける過渡解析
L6 10.4542uH
E1
IN+ OUT +
IN- OUT EVA LUE
V(A,0)
( V(%IN1)
+V(%IN2) )
R4
IN
R2
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
3.42909k
C4
C216.3685p
17.3536p
R1
C7
0
C8
A
V1 = -0.8
V2 = 0.8
TD = 0
TR = 5n
TF = 5n
PW = 5u
PER = 10u
Source
V41
3n
R3
1G
R12
C1
44.449p
L3
L1
R8
C5
41.8751k
41.9823p
C3
6.3514m
38.9312k
6.36421m
44.4466p
42.0223p
RL
50
OUT 2
15
R10
100G
0
0
1.0V
Pulse Transformer
OUT 1
1u
VOUT1-VOUT2
0V
0
Ch1-Ch2
SEL>>
-1.0V
V(OUT1)-V(OUT2)
2.0V
VOUT1
0V
Input
-2.0V
V(OUT1)
4.0V
VIN
0V
-4.0V
10us
V(IN)
15us
20us
25us
Time
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011
35
パルストランスのスパイスモデル
1MHzにおける過渡解析
L6 10.4542uH
E1
( V(%IN1)
+V(%IN2) )
IN+ OUT +
IN- OUT EVA LUE
V(A,0)
R4
IN
R2
K K1
K_Li near
COUPLING = 0.999
L1 = L3
L2 = L1
3.42909k
C4
OUT 1
1u
C216.3685p
17.3536p
R1
C7
0
C8
A
V1 = -0.8
V2 = 0.8
TD = 0
TR = 5n
TF = 5n
PW = 0.5u
PER = 1u
V41
8n
Pulse Transformer
R3
1G
R12
C1
44.449p
L3
L1
R8
41.9823p
C3
6.3514m
38.9312k
6.36421m
44.4466p
42.0223p
RL
50
OUT 2
15
R10
100G
0
Source
C5
41.8751k
0
1.0V
VOUT1-VOUT2
0V
0
Ch1-Ch2
SEL>>
-1.0V
V(OUT1)-V(OUT2)
2.0V
VOUT1
0V
Input
-2.0V
V(OUT1)
4.0V
VIN
0V
-4.0V
1.0us
V(IN)
1.5us
2.0us
2.5us
Time
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011
36
リーケージ・インピーダンスの測定に関する調査事項
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/
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011
37
Bee Technologies Group
【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。
お問合わせ先)
[email protected]
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011
38

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