[發(fā)明專利]一種用于開入回路的光耦LTspice模型建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010114503.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN111339657B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡岸;李小青;呂鵬;王飛;晁先發(fā);李廣亮;王麗杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京海興電網(wǎng)技術(shù)有限公司;杭州海興電力科技股份有限公司;寧波恒力達(dá)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種用于開入回路的光耦LTspice模型建立方法，所述方法首先進(jìn)行發(fā)光二極管建模；然后通過實(shí)驗(yàn)得到不同正向?qū)娏鱅F所對(duì)應(yīng)電流傳輸比CTR的數(shù)據(jù)并建立查表模塊；接著對(duì)光敏三極管建模；最后基于某一型號(hào)的光耦提取模型所需各項(xiàng)參數(shù)并在LTspice軟件中建立好該光耦的模型，將所建立的模型放入開入回路中進(jìn)行仿真測試并與實(shí)際測試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的正確性。本發(fā)明基于LTspice仿真軟件建立了一種光耦LTspice模型，適用于智能變電站繼電保護(hù)裝置開入回路的仿真分析和實(shí)踐研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)，具體涉及一種光耦的LTspice模型建立方法。

背景技術(shù)

開入回路是智能變電站繼電保護(hù)裝置的重要硬件組成部分，繼電保護(hù)裝置要求開入回路能夠采集保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、閉鎖信號(hào)、加速信號(hào)以及斷路器和刀閘的分合閘位置信號(hào)等，開入量采集的準(zhǔn)確性直接影響到繼電保護(hù)裝置功能邏輯的正常運(yùn)行。而光耦則是開入回路中的重要器件，直接影響了開關(guān)量采集的準(zhǔn)確性。

仿真是科學(xué)研究中必不可少的一項(xiàng)方法，合理運(yùn)用仿真手段可以快速確定開入回路的各項(xiàng)參數(shù)，分析開入回路不同的輸入電壓對(duì)輸出電壓的影響，從而確定開入回路的啟動(dòng)電壓，為實(shí)際試驗(yàn)提供參考和方向。LTspice是一款高性能SPICE仿真軟件，目前LTspice仿真軟件中光耦的模型很少，很多情況下，實(shí)際電路中使用的光耦沒有對(duì)應(yīng)的LTspice模型，而不同型號(hào)的光耦性能又有一定差異，若直接使用不同于實(shí)際電路中光耦的LTspice模型，仿真結(jié)果往往偏差較大，因此研究光耦LTspice模型的建立方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)LTspice仿真軟件中現(xiàn)有的光耦模型種類較少，不能滿足實(shí)際電路分析問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于開入回路的光耦LTspice模型的建立方法。

技術(shù)方案：一種用于開入回路的光耦器件LTspice模型建立方法，包括如下步驟：

(1)將發(fā)光二極管等效為普通二極管，建立發(fā)光二極管的LTspice模型；

(2)根據(jù)光耦的電流傳輸比CTR與發(fā)光二極管正向?qū)娏鱅F的關(guān)系在LTspice中建立查表模塊，輸入離散的CTR-IF數(shù)據(jù)，并通過對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值，得到連續(xù)的CTR-IF數(shù)據(jù)；

(3)根據(jù)光耦的電流輸出特性，將LTspice中的任意行為電流源等效為光敏三極管，并且定義任意行為電流源的輸出函數(shù)，建立光敏三極管模型；

(4)選定光耦LTspice模型放入開入回路當(dāng)中，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用電路的情況利用min函數(shù)約束任意行為電流源的上限值，設(shè)置開入回路輸入電壓波形為掃描電壓，對(duì)比開入回路輸出電壓波形的仿真結(jié)果和實(shí)測結(jié)果。

進(jìn)一步的說，步驟(1)發(fā)光二極管建模的過程如下：

(11)考慮二極管的伏安特性，將發(fā)光二極管等效為普通二極管；

(12)查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)以及通過實(shí)驗(yàn)的方法得到LTspice自帶的標(biāo)準(zhǔn)伯克利SPICE二極管宏模型所需的各項(xiàng)參數(shù)，包括反向飽和電流參數(shù)Is、體電阻Rs、結(jié)電容Cjo等；

(13)在LTspice中通過.MODEL命令，輸入二極管的各項(xiàng)參數(shù)，建立其發(fā)光二極管的LTspice模型。

步驟(2)建立查表模塊的具體過程如下：

(21)通過實(shí)驗(yàn)的方法得到光耦的電流傳輸比CTR與發(fā)光二極管正向?qū)娏鱅F的關(guān)系；

(22)在LTspice中定義一個(gè)函數(shù)為table的任意行為電壓源，建立查表模塊，對(duì)table函數(shù)輸入離散的CTR-IF數(shù)據(jù)；

(23)table函數(shù)通過對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值，得到連續(xù)的CTR-IF數(shù)據(jù)。

步驟(3)光敏三極管建模具體過程如下：