电感器是电子组件中的支柱。在本文中，我们将了解如何使用LTSpice，电路模拟程序模拟的准确性取决于所使用模型的准确性。
在这里，我们将讨论三个不同的模拟模型，从最低的复杂性（线性）开始，讨论中间立场（非线性），然后移动到最高复杂性（Chan模型）。一路上，您还将学习有关LTSpice的一些技巧。
电感器饱和电流和滞后
电感器给磁能的存储带来了上限。当达到饱和电流时，电感器将失去磁性特性，例如渗透性。发生这种情况时，电感器将无法继续存储能量。
一旦当前通过电感器循环的当前循环减少，这种情况就会逆转。必须在模型中考虑这种饱和度的概念，以便对磁性组件至关重要的电源等应用进行准确的模拟。
电感器的一个特殊性是，即使我们去除通过电感器循环的磁化电流，与电感器核心材料相关的磁通量密度也不会自行减少到零。我们需要在相反方向上应用电流，以将电感器恢复到非磁性状态。这种现象称为滞后并且是确定磁性材料应用的主要特征之一。
电感器的磁滞回路。图像由NDT资源中心
如上图所示，我们可以看到电感器中存在的通量量不仅取决于施加的电流，还取决于电感器的先前状态。
电感器中的电阻，电容和温度
理想情况下，电感器仅存在电感，该电感是在Henries（H）中测量的。但是，在现实世界中，我们必须与寄生成分中总是存在的寄生虫抗衡。因为这些寄生虫使电感器的行为非理想，所以在模拟电感器时，我们不能忽略它们。
尽管我们不会在本文中花费太多时间讨论电感器的磁性特性，但以下是相关参数的列表，当我们模拟LTSpice中的电感器时，可以帮助我们提高模型的准确性：
- RSeries：由于铜的有限电阻率（也称为DC电阻）引起的串联电阻
- rparallel：由核心损失引起的平行抵抗
- cparallel：连续绕组的电容
- 温度系数：考虑到电感器可以通过自加热来改变其磁性的事实（由于电流通过它们循环和寄生抗性）
将这些值添加到仿真中将有助于您产生更现实的结果，该结果将更紧密地与给定电感器的现实生活行为相对应。
仿真选项1：简单的线性模型
第一个模型包括上面列出的所有参数并执行在线性电路中发生的模拟。
幸运的是，我们没有必要手工添加每个寄生成分。为了使模拟运行更快，LTSpice包括内部型号。
如果您右键单击电感器，则会看到以下窗口：
LTSpice中电感器的寄生成分
这是LTSpice的技巧！如果您不引入并行电阻的任何值，则LTSpice将包含默认值。如果您想停用此选项，请浏览“工具”菜单并选择控制面板。从这里，选择hacks！标签，如下所示。
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LTSpice中默认并联电阻（RPAR）的选项
您需要取消选中“供应最小的盒子。
仿真选项2：非线性模型
当线性模型不足时，LTSpice提供了考虑电感饱和度的手段。我们可以定义确定电感通量的函数。
为了定义电感通量，我们需要修改网络清单。这可以通过按“ CTRL”键，然后右键单击电感器来完成。这将提出以下窗口：
变量“ X”是指电感器电流。我们可以将自己的信息输入“值”字段，然后按“确定”按钮。现在，为了验证我们的输入，我们在菜单中选择“视图”，然后选择“ Spice Netlist”。这将我们带到了示意图编辑中。
在这里的示例中，我们的模拟电路由一个带有当前源的电感器组成。
电感器上的电压可以表示为
$$ v = -l \ frac {di} {dt} $$
因此，由于我们所代表的是电流的变化，因此可以通过测量电感器（节点IND）的电压直接获得电感。
为了清楚起见，我们绘制表达式：v（ind）/1V以卸下电压单元。垂直刻度是线性的。
如果我们记得电感器的磁通量等于电感时间电流，我们可以理解为什么电感以这种方式降低。在1秒模拟期间，电流以稳定的速率增加，但是由于饱和，磁通量不会稳定增加。电感的下降反映了电流和磁通量之间关系的这种变化。
为了进一步分析，我们可以将电感绘制为电流的函数。我们以0.01的步骤从-3安培增加到3安培。
该电路产生以下图：
仿真选项3：陈型
在设计磁性时，我们需要控制我们前面讨论的电感器的所有参数。有时，在LTSpice或任何其他仿真工具中都可能很难对所有它们进行建模。
LTSpice是Chan Model，由John Chan创建的第三个模型，并在题为“”的研究论文中进行了讨论。电路模拟的非线性变压器模型。”该模型的准确性已得到广泛证实，它可以用三个参数对磁滞循环进行建模：
- 强制力（HC），以AMP/米为单位
- 特斯拉中的残余通量密度（BR）
- 特斯拉中的饱和通量密度（BS）
同样，需要添加电感器的机械方面：
- 磁长（LM），以米为单位
- 间隙（LG）的长度，以米为单位
- 横截面区域（A），平方米
- 转弯数（n）
让我们看看如果包含所有这些参数，我们之前使用的相同电路会发生什么。
现在，我们将电感绘制为电流的函数：
结论
电感器是电子中复杂且关键的成分。LTSpice允许设计人员通过提供快速准确的方法来模拟设计周期。根据电路的复杂性，您可以使用此处介绍的三个型号之一。
本文中的电路非常基本，但是它们是进一步分析的好起点。速度和准确性之间存在权衡，但是LTSpice通常非常快，因此建议在可能的情况下使用最精确的模型。
