LTspice仿真:Zener二极管稳压器电路(含导入第三方库）

本文主要介绍在LTSpice中使用齐纳二极管和运算放大器构造输入为9V，输出为5V的稳压器仿真电路，同时也包含了如何从半导体厂商（例如TI、Diodes)导入LTspice模型的步骤演示。

         在LTspice中，提供了丰富的齐纳二极管的型号，可以基本满足需求。下图为一个简单的使用齐纳二极管进行稳压的电路，要求在输入为9V的情况下，能达到5V的稳定输出。

        值得注意的一点是，齐纳二极管在逆向偏置时，其内部阻抗通常相对较高，因此，当负载电阻较小时，齐纳二极管可能无法提供足够的电流来维持恒定的输出电压。在负载电阻较小的情况下，为了维持恒定的输出电压，齐纳二极管需要提供更多的电流，这会导致额外的功耗，并可能导致齐纳二极管过热，影响其性能和可靠性。因此负载R2的阻值不能太小，一般得用几千欧的。

        我们右击D1查看其属性，如下图所示其击穿电压（Breakdown Voltage)为5.1V，类型（Type)为齐纳，如果想要选择其他类型的二极管器件可以点击Pick New Diode，按需选择合适的二极管器件。

        对上述电路进行仿真：

测试结果显示输出电压基本维持在了5.1V，且输出电压较稳定，达到了稳压的效果。

        虽然齐纳二极管又被称为“稳压二极管”，但是齐纳二极管的反向击穿伏安曲线并不是理想的垂直线，而是有一个轻微的倾斜，所以，它不能在大负载电流变化时使用。为了在负载变化较大的情况下提供更稳定的输出电压，通常会将齐纳二极管与运放等元件组合成稳压器电路。这样的电路可以通过反馈机制来调整输出并提供更低的内部阻抗，从而实现更好的稳定性和性能。

        接下来我们将用LTspice的自带库构建一个由齐纳二极管与运算放大器组成的稳压器电路。

该电路中选择了一个击穿电压为6.8V的齐纳二极管，并在LTspice自带的仿真库（快捷键为F2）中选择了AD549的运放。其余的电阻阻值可以通过计算得到。现对该电路进行仿真测试。

 从测试结果可知，输出电压可以基本维持在5V，且输出稳定。

        虽然LTspice自带仿真库已经能够应对大部分的仿真，但在实际的工程项目中，很多时候我们更希望使用所选器件的真实模型。大部分半导体厂商会提供spice模型，比如ST，TI，ADI、Diodes等等。接下来我将以从Diodes中导入齐纳二极管、从TI中导入运算放大器为例介绍从第三方库导入Spice模型的方法。

进入Diodes官网可以看到有很多型号的齐纳二极管，并且可以很方便地找到（本小白曾在TI、ADI官网上试图找一颗齐纳二极管，发现困难重重，哪位大佬知道的话欢迎在评论区留言~~）。我们可以根据其参数找到一颗比较适合实际电路的齐纳二极管。

在此，我浅挑了一颗型号为BZT52C6V2的齐纳二极管，其击穿电压为6.2V，基本信息如下图：

        现在，我们就可以点击技术资料一栏下方的SPICE模型来进行下载，下载完成后用LTspice打开。（Ps:如果打开是一堆乱码的话不要慌，从官网换一颗类似功能的二极管spice模型，也许就能打开了，亲测如此~）

        打开之后就有如图所示的一堆代码，开头的注释告诉了我们哪些建模了，哪些没有建模，管脚分别对应spice模型里面的哪些数字节点。例如图中被高光标注的代码是.SUBCKT语句，用于定义一个子电路（subcircuit），而其中的 1 和 2 表示子电路的两个端口（Terminals）。A 和 K 可以被理解为输入端口和输出端口的助记符，A表示输入，K表示输出。

        接下来，选择器件名，右击：

点击Create Symbol，接着无脑点Yes,就能导入一个模型了，如下图：

        到此，模型就已经导入成功啦！

        接下来，我们可以修改端口名称，让我们使用起来能更加清楚~（当然，对于齐纳二极管这种只有两个端口的器件而言，此举有些多余，但是我们之后如果想导入其他多端口模型的话，此举还是很有必要的~）

        鼠标放在想要修改的端口处，右击，可以弹出如图所示的属性栏，在这我们可以修改端口名（Label),以及端口标签摆放的位置等。

        如果端口名修改完成之后，还觉得它和LTspice自带库中的二极管图标“不合群”的话，我们可以手动画一个。

如上图，点击左上角的“Draw”，选择“Line”工具后在画布上进行绘制。

绘制完成之后，可以把各个端口拖移到合适的位置，如上图所示，最后把黄色的图标删掉即可。（这样看起来是不是更像一个稳压二极管了呢~~）

至此，我们的齐纳二极管导入工作就完成了。

我们可以在TI的官网上选择一颗合适的运算放大器，我选择的是LM358。

        搜索运放后，点击查看完整信息，往下滑可以在“设计与开发”页面中找到该运放的PSpice Model,点击下载即可。

        下载完成之后，用LTspice打开,其余的步骤就和刚刚导入齐纳二极管的步骤一样了。不过在修改端口名称的时候，要与模型里面对端口的描述进行对应哦。

在LTspice的库Component(快捷键F2）中搜索我们刚刚导入的两个器件。

如图所示，导入的器件已经加到LTspice的库中了。

        将这两个器件放入稳压器的电路中，根据理论计算结果修改电阻参数，进行仿真测试。

如图所示，输出电压基本稳定在了5V，并且输出十分稳定。

以上就是本次LTspice仿真Zener二极管稳压器电路(含导入第三方库）的所有内容了，希望能帮助到大家！本小白还是大三本科在读，在仿真过程中如有处理不当之处，欢迎各位大神在评论区批评指正！！