变压器电气隔离：SPICE分析与实际应用
电气隔离的 SPICE 分析
变压器不仅实现交直流电路的电压电流转换，还提供关键特性——电气隔离。这使两电路可磁耦合而无直接导线连接，保护敏感元件并增强安全。
为演示此效应，我们运行 SPICE 仿真，在次级侧施加高直流电压，同时两电路接地：
变压器隔离 V1 处的 10 Vac 与 V2 处的 250 VDC。
v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 v2 5 0 dc 250 l1 2 0 10000 l2 3 5 100 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .end
DC voltages referenced to ground (node 0): (1) 0.0000 (2) 0.0000 (3) 250.0000 (4) 250.0000 (5) 250.0000 AC voltages: freq v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 9.975E-05 Primary winding freq v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.962E-01 9.962E-04 Secondary winding
SPICE 显示次级电路相对地有 250 VDC，但初级电路节点 1 和 2 直流电压为零。交流变换保持不变，确认变压器有效阻断了共模电压对初级侧的影响。
施加于次级的电压常称共模电压，因其相对公共点（地）并出现在多个节点。变压器隔离阻止该电压影响初级电路。
此隔离特性无论共模电压为直流或交流、甚至不同频率均成立。
在要求两侧电压电流相同的应用中，使用 1:1 隔离变压器。这些器件在保持电压电流比不变的同时提供电气隔离。下图展示典型台式隔离变压器。
隔离变压器将电源与市电隔离。
回顾：
- 变压器实现电路间无直接导体的功率传输，提供电气隔离。
- 隔离变压器专门设计用于提供隔离而不改变电压电流比。
- 升压、降压与隔离变压器工作表
工业技术