전기 절연의 SPICE 분석
변압기는 교류와 직류 회로에서 서로 다른 전압과 전류 레벨을 쉽게 변환할 수 있는 기능 외에도, 직접 전선을 연결하지 않고도 하나의 회로를 다른 회로에 결합할 수 있는 기능인 ' 절연' 이라는 매우 유용한 기능을 제공합니다.
우리는 또 다른 SPICE 시뮬레이션 으로 이 효과의 응용을 보여줄 수 있습니다 . 이번에는 두 회로에 대한 "접지" 연결을 보여주고 추가 전압 소스를 사용하여 한 회로와 접지 사이에 높은 DC 전압을 부과합니다.
변압기는 V1에서 10Vac를 V2에서 250VDC로 분리합니다.
v1 1 0 ac 10 sin
rbogus1 1 2 1e-12
v2 5 0 디씨 250
엘1 2 0 10000
l2 3 5 100
케이 l1 l2 0.999
vi1 3 4 ac 0
rload 4 5 1k
.ac 라인 1 60 60
.print ac v(2,0) i(v1)
.print ac v(3,5) i(vi1)
.끝
접지를 기준으로 하는 DC 전압(노드 0):
(1) 0.0000 (2) 0.0000 (3) 250.0000
(4) 250.0000 (5) 250.0000
AC 전압:
주파수 v(2) i(v1)
6.000E+01 1.000E+01 9.975E-05 1차 권선
주파수 v(3,5) i(vi1)
6.000E+01 9.962E-01 9.962E-04 2차 권선
SPICE에서는 접지를 기준으로 250V DC가 2차 회로 소자에 인가되는 것을 보여주지만, 노드 1과 2에서는 1차 회로(DC 전압 0)에 아무런 영향이 없고, 1차 회로에서 2차 회로로의 AC 전력 변환은 이전과 동일하게 유지됩니다.
이 예에서 인가된 전압은 종종 공통 모드 전압 이라고 불리는데 , 접지의 공통 지점을 기준으로 회로의 여러 지점에서 나타나기 때문입니다. 변압기는 공통 모드 전압을 분리하여 1차 회로에 전혀 인가되지 않고 2차 측에 분리됩니다.
기록상으로는 공통 모드 전압이 DC라는 것도 중요하지 않습니다. 다른 주파수일지라도 AC일 수 있으며, 변압기는 그것을 1차 회로에서 분리할 것입니다.
전압이나 전류 레벨의 변환 없이 두 AC 회로 사이에 전기적 절연이 필요한 애플리케이션이 있습니다. 이러한 경우 1:1 변환 비율을 갖는 절연 변압기라고 하는 변압기가 사용됩니다. 아래 그림에는 벤치탑 절연 변압기가 나와 있습니다.
절연 변압기는 전력선에서 전력을 분리합니다.
검토:
- 변압기는 두 회로 사이에 상호 연결 도체를 사용하지 않고도 한 회로에서 다른 회로로 전력을 전달할 수 있으므로 전기적 절연 이라는 유용한 기능을 제공합니다 .
- 전압과 전류를 높이거나 낮추지 않고 전기적 절연을 제공하도록 설계된 변압기를 절연 변압기 라고 합니다 .