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:
變壓器的匝數比和初次極電感值關系如下:
Np/Ns :初次極匝數比
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。 最后一個數字稱為互耦合系數(mutual coupling coefficient),可以是在 0 和 1 之間任意數。 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。
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 k 之間的關系如下:
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 鍵旋轉電感,Crl+E 鍵鏡像器件實現:
開始仿真
此時運行仿真,會彈出錯誤:
需要給電源 V1 加上串聯內阻:
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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