LTspice：使用隨時(shí)間變化的指數(shù)源對瞬態(tài)進(jìn)行建模

作者：Mitchell Lee and Gabino Alonso

使用浪涌抑制器或熱插拔控制器時(shí)，有時(shí)需要模擬具有指定電壓或電流瞬變的電路行為。這些瞬變通常使用雙指數(shù)波形進(jìn)行建模，其特征是峰值電壓、上升時(shí)間（通常為10%–90%）、下降至峰值電壓的50%時(shí)間和串聯(lián)電阻。

廣義指數(shù)波形

LTspice具有雙指數(shù)函數(shù)（EXP），非常適合通過電壓源對瞬變進(jìn)行建模。但是，它并不像用t填充參數(shù)那么簡單?上升， t秋天和 V峰.相反，EXP 函數(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：V初， V脈沖、上升延遲、下降延遲、抬頭和下降頭。

EXP 電壓源參數(shù)

t 的簡單模型秋天：t上升>50：1

對于其中 t秋天： t上升 >50 ： 1 其中 t秋天定義為 100%–50% 和 t上升定義范圍為10%–90%，您可以對EXP功能參數(shù)使用以下轉(zhuǎn)換，并在電壓源的寄生屬性下，輸入適當(dāng)?shù)拇?lián)電阻或?qū)⑵渥鳛閱为?dú)的元件添加到原理圖中：

VINITAL= 0
VPULSED= VPEAK? 1.01
Rise Delay = 0 (for no delay)
Rise Tau = tRISE/2.2
Fall Delay = tRISE
Fall Tau = tFALL? 1.443

下面是一個(gè)使用EXP功能的非重復(fù)脈沖波形示例，上升時(shí)間為10μs，下降時(shí)間為1，000μs，峰值為600V，串聯(lián)電阻為50Ω。

EXP 電壓源設(shè)置示例，用于 10μs 上升時(shí)間和 1，000μs 下降時(shí)間，600V 峰值

采樣EXP電壓源，上升時(shí)間為10μs，下降時(shí)間為1，000μs，峰值為600V

下面的波形顯示了上述EXP電壓源開路的結(jié)果，V根，并用 TVS 夾具 V 夾緊在.還顯示了TVS的瞬時(shí)功耗（Alt +左鍵單擊）。第二個(gè)波形突出顯示上升時(shí)間部分。

EXP 電壓源的結(jié)果波形

EXP電壓源上升時(shí)間的詳細(xì)信息

瞬變的重復(fù)突發(fā)

為了模擬電快速瞬變中的重復(fù)突發(fā)瞬變，LTspice為EXP功能提供了一種擴(kuò)展語法，該語法未記錄在案，在標(biāo)準(zhǔn)元件編輯器中不可用。

EXP（V1 V2 Td1 Tau1 Td2 Tau2 Tpulse Npulse Tburst)

其中 Tpulse 是脈沖周期，Npulse 是每個(gè)突發(fā)的脈沖數(shù)，Tburst 是重復(fù)突發(fā)周期。要將它們添加到現(xiàn)有的 EXP 功能中，請右鍵單擊原理圖中直接編輯 EXP 文本字符串。

以下示例顯示了周期為10μs的75個(gè)瞬變的突發(fā)。

EXP（0 1.10 0 1.16n 1n 63.5n 10u 75)

瞬變脈沖

通過在 EXP 表達(dá)式中添加突發(fā)，我們可以以 300ms 的間隔重復(fù)“瞬態(tài)突發(fā)”。

EXP（0 1.10 0 1.16n 1n 63.5n 10u 75 300m)

瞬變的重復(fù)突發(fā)

t 的兩個(gè)源模型秋天： t上升< 50：1

對于其中 t秋天： t上升< 50 ： 1，使用單個(gè)EXP功能實(shí)現(xiàn)上升沿和下降沿具有挑戰(zhàn)性。相反，請嘗試使用兩個(gè)串聯(lián)的電壓源：

用于上升沿的分段線性 （PWL） 函數(shù)，其中

time1 = 0
value1 = 0
time2 = tRISE(where tRISEis 0%–100%)
value2 = VPEAK

• An EXP function for the falling edge where

VINITIAL= 0
VPULSED= ?VPEAK
Rise Delay = tRISE
Rise Tau = (tFALL? tRISE) ? 1.443 (falling edge of the waveform)
Fall Delay = 1K (places the second exponential beyond the simulation time)

下面是使用EXP和PWL功能的非重復(fù)脈沖波形配置示例，具有8μs上升時(shí)間、20μs下降時(shí)間、600V峰值和50Ω串聯(lián)電阻。

示例EXP和PWL電壓源，上升時(shí)間為8μs，下降時(shí)間為20μs，峰值為600V

審核編輯：郭婷