LTspice：使用随时间变化的指数源对瞬态进行建模
作者：mitchell lee and gabino alonso
使用浪涌抑制器或热插拔控制器时，有时需要模拟具有指定电压或电流瞬变的电路行为。这些瞬变通常使用双指数波形进行建模，其特征是峰值电压、上升时间（通常为10%–90%）、下降至峰值电压的50%时间和串联电阻。
广义指数波形
ltspice具有双指数函数（exp），非常适合通过电压源对瞬变进行建模。但是，它并不像用t填充参数那么简单®上升， t秋天和 v峰.相反，exp 函数使用标准参数：v初， v脉冲、上升延迟、下降延迟、抬头和下降头。
exp 电压源参数
t 的简单模型秋天：t上升>50：1
对于其中 t秋天： t上升 >50 ： 1 其中 t秋天定义为 100%–50% 和 t上升定义范围为10%–90%，您可以对exp功能参数使用以下转换，并在电压源的寄生属性下，输入适当的串联电阻或将其作为单独的元件添加到原理图中：
vinital = 0vpulsed = vpeak • 1.01rise delay = 0 (for no delay)rise tau = trise/2.2fall delay = trisefall tau = tfall • 1.443
下面是一个使用exp功能的非重复脉冲波形示例，上升时间为10μs，下降时间为1，000μs，峰值为600v，串联电阻为50ω。
exp 电压源设置示例，用于 10μs 上升时间和 1，000μs 下降时间，600v 峰值
采样exp电压源，上升时间为10μs，下降时间为1，000μs，峰值为600v
下面的波形显示了上述exp电压源开路的结果，v根，并用 tvs 夹具 v 夹紧在.还显示了tvs的瞬时功耗（alt +左键单击）。第二个波形突出显示上升时间部分。
exp 电压源的结果波形
exp电压源上升时间的详细信息
瞬变的重复突发
为了模拟电快速瞬变中的重复突发瞬变，ltspice为exp功能提供了一种扩展语法，该语法未记录在案，在标准元件编辑器中不可用。
exp（v1 v2 td1 tau1 td2 tau2 tpulse npulse tburst)
其中 tpulse 是脉冲周期，npulse 是每个突发的脉冲数，tburst 是重复突发周期。要将它们添加到现有的 exp 功能中，请右键单击原理图中直接编辑 exp 文本字符串。
以下示例显示了周期为10μs的75个瞬变的突发。
exp（0 1.10 0 1.16n 1n 63.5n 10u 75)
瞬变脉冲
通过在 exp 表达式中添加突发，我们可以以 300ms 的间隔重复“瞬态突发”。
exp（0 1.10 0 1.16n 1n 63.5n 10u 75 300m)
瞬变的重复突发
t 的两个源模型秋天： t上升< 50：1
对于其中 t秋天： t上升< 50 ： 1，使用单个exp功能实现上升沿和下降沿具有挑战性。相反，请尝试使用两个串联的电压源：
用于上升沿的分段线性 （pwl） 函数，其中
time1 = 0
value1 = 0
time2 = trise (where trise is 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功能的非重复脉冲波形配置示例，具有8μs上升时间、20μs下降时间、600v峰值和50ω串联电阻。
示例exp和pwl电压源，上升时间为8μs，下降时间为20μs，峰值为600v
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exp 电压源参数
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对于其中 t秋天： t上升 >50 ： 1 其中 t秋天定义为 100%–50% 和 t上升定义范围为10%–90%，您可以对exp功能参数使用以下转换，并在电压源的寄生属性下，输入适当的串联电阻或将其作为单独的元件添加到原理图中：
vinital = 0vpulsed = vpeak • 1.01rise delay = 0 (for no delay)rise tau = trise/2.2fall delay = trisefall tau = tfall • 1.443
下面是一个使用exp功能的非重复脉冲波形示例，上升时间为10μs，下降时间为1，000μs，峰值为600v，串联电阻为50ω。
exp 电压源设置示例，用于 10μs 上升时间和 1，000μs 下降时间，600v 峰值
采样exp电压源，上升时间为10μs，下降时间为1，000μs，峰值为600v
下面的波形显示了上述exp电压源开路的结果，v根，并用 tvs 夹具 v 夹紧在.还显示了tvs的瞬时功耗（alt +左键单击）。第二个波形突出显示上升时间部分。
exp 电压源的结果波形
exp电压源上升时间的详细信息
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为了模拟电快速瞬变中的重复突发瞬变，ltspice为exp功能提供了一种扩展语法，该语法未记录在案，在标准元件编辑器中不可用。
exp（v1 v2 td1 tau1 td2 tau2 tpulse npulse tburst)
其中 tpulse 是脉冲周期，npulse 是每个突发的脉冲数，tburst 是重复突发周期。要将它们添加到现有的 exp 功能中，请右键单击原理图中直接编辑 exp 文本字符串。
以下示例显示了周期为10μs的75个瞬变的突发。
exp（0 1.10 0 1.16n 1n 63.5n 10u 75)
瞬变脉冲
通过在 exp 表达式中添加突发，我们可以以 300ms 的间隔重复“瞬态突发”。
exp（0 1.10 0 1.16n 1n 63.5n 10u 75 300m)
瞬变的重复突发
t 的两个源模型秋天： t上升< 50：1
对于其中 t秋天： t上升< 50 ： 1，使用单个exp功能实现上升沿和下降沿具有挑战性。相反，请尝试使用两个串联的电压源：
用于上升沿的分段线性 （pwl） 函数，其中
time1 = 0
value1 = 0
time2 = trise (where trise is 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)
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