LTspice とは、Linear Technology 社が提供するアナログ（主に）シミュレーションツ
ールです。
spice データのあるデバイスを用いて回路を構築し、その動作をシミュレーション出来
るというものです。
ダウンロードと基本的な説明はこちらのサイトで。
http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software/
spice データは Linear Technology 社のものがメインですが、デバイスメーカによっ
ては spice データを公開しており、このツールに組み込むことが出来ます。
操作が比較的容易なのと、実用例が色々なサイトで出ていますので、アナログシミューレータとしては取っつきやすいのではないかと思います。
それで、まずは簡単な DC/DC コンバータをシミュレーションさせてみましょう。
細かい使い方などは、上述のサイトをご覧下さい。もしわかりにくければコメントで質
問して下さい。
とりあえず、えいや、っと簡単な回路を書いてみました。
入力電圧は 12V、それを FET スイッチで ON/OFF して、100uH のコイルでエネルギーを蓄えつつ、平滑して放出し、ダイオード D9 でスイッチが OFF の期間は電流が継続させるようにして、コンデンサで平滑する、というものです。スイッチの ON/OFF は 1V の参照電圧と、出力電圧を 1/6 にしたものを比較して行います。
こでにより、出力電圧としてはほぼ 6V を得ようというものです。
これがどのような動作をするか、Transient で調べてみます。
先にやってみたところ、1ms もあれば十分収束するということで、Stop time を 1ms
にしてあります。
シミュレーション結果は以下の通りになりました。
横軸のusec が文字化けしてしまいました。
信号ですが、I(V1)が入力電源電流(極性は逆になっています）
I(L1)はコイル電流、V(n002)はスイッチングFETのドレイン電圧、V(n003)は出力電圧です。
どこを測定するかは、回路図ウィンドをクリックして、配線部分にマウスを合わせれば
そのノードの電圧が、部品に合わせればそこに流れる電流が、部品に合わせながら Alt キーを押すとその部品が消費している電力が測定できるようなアイコンが現れますので、クリックするとグラフにその要素が現れます。
また、グラフウィンドを選択して信号名をクリックすると、カーソルが表示されてその
信号の詳細値を測定できます。
出力電圧のスペクトラムは FFT 機能を用いて測定できます。
グラフウィンドが選択されている状態で、「View」－「FFT」を選びます。
対象信号が示されますので、今回は出力電圧を見てみましょう。
たとえば以下のようになりました。
立ち上がり時は測定したくない場合は、「Simulation」－「Edit Simulation Command
」－「Time to Start Saving Data」で
適当な時間を設定しておけば、表示しなくて済みます。
FFT でみると、約100KHzぐらいの周波数で発振しながら動作していることが分かります。
これがコンデンサやコイルの定数、負荷を変えるとどう変化するか見てみると、面白い
のではないかと思います。
この回路の詳しい解析はまたの機会にします。
ールです。
spice データのあるデバイスを用いて回路を構築し、その動作をシミュレーション出来
るというものです。
ダウンロードと基本的な説明はこちらのサイトで。
http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software/
spice データは Linear Technology 社のものがメインですが、デバイスメーカによっ
ては spice データを公開しており、このツールに組み込むことが出来ます。
操作が比較的容易なのと、実用例が色々なサイトで出ていますので、アナログシミューレータとしては取っつきやすいのではないかと思います。
それで、まずは簡単な DC/DC コンバータをシミュレーションさせてみましょう。
細かい使い方などは、上述のサイトをご覧下さい。もしわかりにくければコメントで質
問して下さい。
とりあえず、えいや、っと簡単な回路を書いてみました。
入力電圧は 12V、それを FET スイッチで ON/OFF して、100uH のコイルでエネルギーを蓄えつつ、平滑して放出し、ダイオード D9 でスイッチが OFF の期間は電流が継続させるようにして、コンデンサで平滑する、というものです。スイッチの ON/OFF は 1V の参照電圧と、出力電圧を 1/6 にしたものを比較して行います。
こでにより、出力電圧としてはほぼ 6V を得ようというものです。
これがどのような動作をするか、Transient で調べてみます。
先にやってみたところ、1ms もあれば十分収束するということで、Stop time を 1ms
にしてあります。
シミュレーション結果は以下の通りになりました。
横軸のusec が文字化けしてしまいました。
信号ですが、I(V1)が入力電源電流(極性は逆になっています）
I(L1)はコイル電流、V(n002)はスイッチングFETのドレイン電圧、V(n003)は出力電圧です。
どこを測定するかは、回路図ウィンドをクリックして、配線部分にマウスを合わせれば
そのノードの電圧が、部品に合わせればそこに流れる電流が、部品に合わせながら Alt キーを押すとその部品が消費している電力が測定できるようなアイコンが現れますので、クリックするとグラフにその要素が現れます。
また、グラフウィンドを選択して信号名をクリックすると、カーソルが表示されてその
信号の詳細値を測定できます。
出力電圧のスペクトラムは FFT 機能を用いて測定できます。
グラフウィンドが選択されている状態で、「View」－「FFT」を選びます。
対象信号が示されますので、今回は出力電圧を見てみましょう。
たとえば以下のようになりました。
立ち上がり時は測定したくない場合は、「Simulation」－「Edit Simulation Command
」－「Time to Start Saving Data」で
適当な時間を設定しておけば、表示しなくて済みます。
FFT でみると、約100KHzぐらいの周波数で発振しながら動作していることが分かります。
これがコンデンサやコイルの定数、負荷を変えるとどう変化するか見てみると、面白い
のではないかと思います。
この回路の詳しい解析はまたの機会にします。