【LTspice】定電力負荷を作成する方法！

この記事ではLTspiceで定電力負荷を作成する方法について

などを図を用いて分かりやすく説明しています。

定電力負荷とは

定電力負荷とはその名の通り、電力が一定の負荷ということです。

負荷の抵抗値R、負荷にかかる電圧V、負荷に流れる電流I、負荷で消費する電力Pの関係は次式で表されます。

\begin{eqnarray}
P=VI=\frac{V^2}{R}=RI^2
\end{eqnarray}

電力Pが一定なので、負荷にかかる電圧Vが大きくなれば、負荷に流れる電流Iが小さくなるということになります。

例えば、10Wの定電力負荷の場合、『電流I-電圧V特性』は上図のような反比例の特性となります。電圧Vが1Vの時に電流Iが10A、電圧Vが10Vの時に電流Iが1Aとなります。

この記事では、このような定電力負荷をLTspiceで作成する方法について説明します。

LTspiceでは様々な方法で定電力負荷を作成することができます。

この記事では以下の2つの方法で定電力負荷を作成する方法を説明します。

一例として、10Wの定電力負荷を抵抗を用いて作成する方法を説明します。作成方法を以下に示します。

定電力負荷の作成方法

『.paramコマンド』を用いて、『.param P=10』と記述します。変数名は特に決まりはありません。今回は『P』としました。
抵抗を用意して、抵抗値を『R=V(ノード名)**2/P』と記述します。上図では、ノードを『A』にしているので、『R=V(A)**2/P』と記述しています。V(A)とはA点の電圧のことです。また、変数Pの箇所は『R=V(ノード名)**2/10』のように数字を直接記入しても構いません。

これで10Wの定電力負荷の作成が終了しました。実際にシミュレーションをすると上図のようになります。今回は、『.dc解析』を行い、電圧源VINの値を1Vから10Vまで0.1V刻みで変化させました。

シミュレーション結果を見てみます。上図の右に抵抗Rに流れる電流Iをプロットしています。電圧が1Vの時に電流が10A、電圧が10Vの時に電流が1Aになっていることが確認できます。