Применение ключа, управляемого током в программе LTSpice

В программе схемотехнического моделирования LTSpice имеется коммутирующий элемент, который управляется током от независимого источника напряжения. Символьное имя этого элемента - CSW, имя файла с рисунком символа - csw.asy. В окне выбора компонентов (кнопка F2) этот ключ находится в корневой директории:

LTSpice - окно выбора ключа, управляемого током

Установив этот компонент на схему и кликнув по нему правой кнопкой мыши, заполним поле "Value" так, как показано на рисунке:

Параметры переключателя, управляемого током в программе LTSpice

В это поле добавляются параметры "VSensor TheSwitch". Эти имена произвольные, под первым именем ("VSensor") будут описаны параметры датчика тока, под вторым ("TheSwitch") будут описаны собственно параметры коммутирующего элемента. Нажав "ОК", соберём всю схему так, как показано на рисунке:

Принципиальная схема заряда конденсатора постоянным током, поясняющая принцип работы ключа, управляемого током

В этой схеме происходит зарядка конденсатора С1 через резистор R2 (сопротивление резистора R1 не учитывается, так как он шунтирован терминалами "A" и "B" датчика тока, сопротивление которого равно нулю). При достижении определённого тока (в данном случае 15 мА) в цепи С1R2R1 происходит срабатывания ключа W1, и напряжение на выходе схемы OUT падает до нуля.

На схеме имеются три терминала - "A", "B" и "OUT".

Так же в этой схеме имеются несколько Spice директив:

Первая директива (.tran 0 3 0 0.00001 startup) определяет режим моделирования (анализ переходных процессов, время анализа - 3 секунды, шаг расчётов - 0,00001 секунды, внешний источник питания во время старта имеет нулевое напряжение).

Вторая директива - "Vsensor A B 0" определяет параметры срабатывания ключа, она указывает на то, что между терминальными выводами "А" и "В" находится датчик тока сопротивлением ноль Ом. В данном случае терминалы "A" и "B" подключены параллельно резистору R1, сопротивление которого вообще никак не учитывается (оно теперь определено как нулевое).

Третья директива (".model TheSwitch CSW(Ron=1Meg Roff=0.01 It=15uA Ih=0)") собственно и определяет параметры коммутации цепи - Ron, Roff - это сопротивление ключа в соответственно включённом и выключенном состоянии, It - это ток срабатывания ключа, а Ih - это ток гистерезиса (в данном случае этот параметр равен нулю, так что гистерезис не используется).

В случае если параметр Ih является положительным, то ключ замкнётся при токе It+Ih, а разомкнётся когда ток достигнет величины It-Ih, следовательно ключ будет работать как триггер Шмитта. Если Ih меньше нуля, то ключ будет плавно изменять своё сопротивление - от сопротивления в открытом до сопротивления в закрытом состоянии. Переход будет происходить между управляющими токами от It-Ih до It+Ih.

Запустив процесс моделирования и кликнув щупом по резистору R2 и выходу OUT, получаем вот такой результат:

Окно результатов моделирования схемы с переключателем, управляемого током

Здесь видно, что выходное напряжение в узле V(out) упало до нуля в тот момент, когда спадающий ток, протекающий через резистор R2 стал равен 15 мА.

Схему, смоделированную в этой статье, можно скачать здесь.

BACK

Рейтинг@Mail.ru