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LTspice入門教程5-如何仿真變壓器

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本文中,我們將學習如何在 LTspice 中對變壓器建模。

下面使用 LTspice 仿真一個變壓器,匝數(shù)比 5:1。

步驟一

放置兩個電感,更改電感的名字為 Lp 和 Ls, 表示主次極電感:

步驟二

在電感上點擊鼠標右鍵,更感電感值分別為 100uH 和 4uH:

變壓器的匝數(shù)比和初次極電感值關(guān)系如下:

Np/Ns :初次極匝數(shù)比

Lp/Ls : 初次極電感值比

把 100uH 和 4uH 電感值帶入上式可得,匝數(shù)比為 5:1。

步驟三

本步驟是可選的,我們美化一下變壓器。按鍵盤的 Move 快捷鍵 F7 ,點擊次級電感,此時按下鏡像快捷鍵 Ctrl+E, 把電感在水平方向上鏡像一下,然后把電感的屬性文字忘兩邊拖一拖:

步驟四:耦合電感

上面僅僅是創(chuàng)建了兩個電感而已,如果需要讓 LTspice 認為上面兩個電感是一個變壓器,需要給 LTspice 下指令。

點擊 LTspice 工具欄中的 .op 按鈕打開 SPICE directive 編輯窗口:

輸入命令:K Lp Ls 1

上面命令告訴 LTspice Lp 是主線圈,Ls 是次級線圈。最后一個數(shù)字稱為互耦合系數(shù)(mutual coupling coefficient),可以是在 0 和 1 之間任意數(shù)。1 表示電感器之間的完美耦合(無漏感)。在仿真過程中,我們將使用 1 作為該系數(shù)。

有的時候,題目中會給出變壓器主次級線圈之間的互感值(Mutual inductance between the two coils) M, 互感值 M 和 耦合系數(shù) k 之間的關(guān)系如下:

使用 LTspice 互感線圈更詳細的資料請參考:https://ltwiki.org/index.php?title=Mutual_Inductance

如果想更改變壓器同名端,可以通過按 Move 快捷鍵 F7 選中電感,然后通過 Ctrl+R 鍵旋轉(zhuǎn)電感,Crl+E 鍵鏡像器件實現(xiàn):

開始仿真

此時運行仿真,會彈出錯誤:

需要給電源 V1 加上串聯(lián)內(nèi)阻:

最終的電路圖:

通過添加兩根光標,可以看到 Vp = 168.86V, Vs = 33.84V, 比率為5:1

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