LTspice教程5-如何仿真变压器

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本文中,我们将学习如何在 LTspice 中对变压器建模。

下面使用 LTspice 仿真一个变压器,匝数比 5:1。

步骤一

放置两个电感,更改电感的名字为 Lp 和 Ls, 表示主次极电感:

步骤二

在电感上点击鼠标右键,更感电感值分别为 100uH 和 4uH:

变压器的匝数比和初次极电感值关系如下:

Np/Ns :初次极匝数比

Lp/Ls : 初次极电感值比

把 100uH 和 4uH 电感值带入上式可得,匝数比为 5:1。

步骤三

本步骤是可选的,我们美化一下变压器。按键盘的 Move 快捷键 F7 ,点击次级电感,此时按下镜像快捷键 Ctrl+E, 把电感在水平方向上镜像一下,然后把电感的属性文字忘两边拖一拖:

步骤四:耦合电感

上面仅仅是创建了两个电感而已,如果需要让 LTspice 认为上面两个电感是一个变压器,需要给 LTspice 下指令。

点击 LTspice 工具栏中的 .op 按钮打开 SPICE directive 编辑窗口:

输入命令:K Lp Ls 1

上面命令告诉 LTspice Lp 是主线圈,Ls 是次级线圈。最后一个数字称为互耦合系数(mutual coupling coefficient),可以是在 0 和 1 之间任意数。1 表示电感器之间的完美耦合(无漏感)。在仿真过程中,我们将使用 1 作为该系数。

有的时候,题目中会给出变压器主次级线圈之间的互感值(Mutual inductance between the two coils) M, 互感值 M 和 耦合系数 k 之间的关系如下:

使用 LTspice 互感线圈更详细的资料请参考:https://ltwiki.org/index.php?title=Mutual_Inductance

如果想更改变压器同名端,可以通过按 Move 快捷键 F7 选中电感,然后通过 Ctrl+R 键旋转电感,Crl+E 键镜像器件实现:

开始仿真

此时运行仿真,会弹出错误:

需要给电源 V1 加上串联内阻:

最终的电路图:

通过添加两根光标,可以看到 Vp = 168.86V, Vs = 33.84V, 比率为5:1

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