LTspice 上手教程 —— 通过可变电阻，找到最大功率点

前言

LTspice支持多种可变电阻设置方式，今日介绍其中一种，结合.op指令，可查找电路的最大功率点（MPP）。

最大功率点（Maximum Power Point, MPP）是负载获得最大功率的电路工作状态，对应特定电阻、电压与功率值。

其理论依据为最大功率传输定理（Maximum Power Transfer），核心条件是负载电阻等于电源等效内阻，以下为图示：

在 LTspice 中构建如下电路：

这个电路包含 12V 电源（V1）、10Ω 电阻 R1（模拟电源等效内阻）、可变负载 R2（阻值为 Rp）。

负载 R2 通过指令 “.step param Rp 1 100 1” 设为 1-100Ω 阶梯连续变化。

.op 是 DC 稳态工作点分析指令，配合参数扫值，可计算不同 Rp 下的电路情况，用于找到负载的最大功率点。

仿真后波形如下所示：

其中，红、绿、蓝曲线依次对应负载功率、负载电压、负载电流。

可见功率曲线存在明显的峰值，对应电路的最大功率点。

用测量工具测量该点的数据：

可以看到，最大功率点对应负载 Rp=10Ω（与电源等效内阻 R1 相等），此时负载功率约 3.6W。

对于上次讲 LDO 时的电路，此前负载用的都是固定阻值的电阻，本次让 LDO 的负载也产生阶梯连续变化。

在 LTspice 中构建如下电路并进行仿真：

负载 Rload 通过指令 “.step param Rp 0.1 10 0.1” 设为 0.1-10Ω 阶梯连续变化。

图中红、绿、蓝曲线依次对应 LDO 的负载功率、输出电压、负载电流。

用测量工具测量该点的数据：

红色功率曲线的峰值（约 2W），即为该 LDO 的最大功率点。对应 LDO 为 3.3V、600mA （Datasheet 其实是 500mA）输出的最佳情况。

对于此图，我们可以想想为什么最大功率点之前电流为水平直线（恒流）、之后电压为水平直线（恒压）？

本次演示了在 LTspice 中通过可变电阻结合.op 指令，找到电路的最大功率点。

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