电力电子仿真工具——LTSpice
LTSPICE的是ADI旗下一款免费的SPICE类仿真软件,有的时候,可以免费使用,对工程师、学生来说就是胜过千言万语的。
SPICE型仿真和PLECS有点不同,它是由器件厂家用伪代码,可以理解为一些方程函数把它家的器件或者子系统的特性描述出来,封装成库函数给器件应用者,这样对于使用者来说,就可以最大化的接近真实的各种开关时刻的非线性特性。
所以,当我们更关注电力电子电路硬件特性,尤其是开关时刻,开关周期级别的细节波形特征,SPICE仿真就非常适合,但这个仿真工具也有一些不足,例如模数混合不方便,仿真计算慢。而当我们更关注控制逻辑,模数混合控制或计算,或者开关周期内不需要开关时刻波形,那么就建议用回PLECS。
需要注意的是,一些厂家的器件没有给SPICE模型,给的是PSPICE模型,虽然也可以封装操作,但是这时导入LTSPICE是会报错的,如果想把PSPICE模型导入LTSPICE,则需要对里面的代码进行修改。
我们选择C3M0021120K管子的SPICE模型.lib文件,其库文件打开后如下。

因为这个管子不是简单的NMOS模型能描述的了,所以在使用中要封装起来。

搭建一个双脉冲平台,有一些要注意的地方:
- 一般但是搭建大部分电路都要注意一些容易犯错的地方,比如线路没接好、没有接地、比如电容电流突变、或者电感电压突变,这些都会出现一些不好找,但是一定会报错不收敛的。
- 这里由于这个管子是To-247-4封装,那么,我们就必须把S1、S2都接好。
- 这个管子同时模型里面还给了Tj,Tc的温度,但是在仿真里面是没有单位的,也就是纯数值仿真,所以我们可以把这个温度的数值和电路连起来。
- 电压源是同一个器件,在里面选择不同的类型,这里既可以做成恒压源,也可以做驱动信号,带时间序列。

在Simulate->Edit Simulate Cmd中设置仿真条件,这个和其他仿真软件一样。

我们通常需要通过双脉冲来看开关特性,尤其是硬开关,所以参数分析(parameter analysis)就派上用场,它就是多次循环仿真不同参数的。可以带变量,比如这里我们把驱动电路做成带变量的{R}。

再在这里建立一个.step命令。

右键.step图标,打开设置窗口,就可以设置R参数的扫描间隔、范围。

点击RUN,最后得到仿真波形。
- 驱动电阻对开关特性的影响。

- 开关电流对开管特性的影响。

- 桥臂寄生电感对开关特性的影响。

- 开关时刻的温升变化。

- 在plot里面View,它还有一个频谱分析,可以查看频谱特征,对于解决传导和辐射干扰频段的时候也有一定参考价值。


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编辑于 2023-04-16 15:41・IP 属地广东
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