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パワーエレクトロニクス 講義資料

８．汎用電子回路シミュレータ使用方法 ８．１ LTspiceXVII の基本的操作

LTspiceXVII は、リニアテクノロジー社が提供している無料かつ使用制限の無い電子回路シミュレ

ータで、1970 年代中期にカリフォルニア大学バークレイ校で開発されたアナログ回路シミュレータ

SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)が元になっている。ここでは、パワーエ

レクトロニクスで利用するために、LTsｐｉｃｅXVII の操作手順について解説する。 シミュレータ操作手順（例：CR 過渡現象）

１） 作業ウィンドウを開く

① LTspiceXVII プログラムがコピーされている

ディレクトリ（USB?）を開き、” XVIIx64.exe ” を

左クリックして、起動させる。

② ツールボタン を右クリックして作業ウィン

ドウを開く。（図１参照）

もし、初めて作業ウィンドウを開いた場合は、

Tools→Control Panel→[Netlist Options]で

□Convert ‘m’ to ‘u’にチェック入れる。

Tools → Color Preference → [WaveForm]

で,Background→白、Axis→黒、Trace V(1)

→黒に設定する。（推奨） 2) 解析回路を作成する

③ 作業ウィンドウに抵抗、コンデンサ、電圧源、

グラウンドなどの部品をそれぞれ貼り付ける。

抵抗、コンデンサ、グラウンドはそれぞれツー

ルボタン ， ， を右クリックして選択し、

作業ウィンドウの適当な場所に貼り付ける。

電圧源は、 をクリックして図２に示すウィン

ドウから Voltage を選択し、作業ウィンドウに貼

り付ける。（図３参照）

④ 貼り付けた部品同士を結線する。

ツールボタン を右クリックして結線可能な

状態にし、マウスを使って結線する。（図４）

※部品を回転又は反転させる場合は、まずツ

ールボタンで“Drag”を右クリックして選択し、

次いで対象となる部品にマウスポインタを合

わせて[Ctrl]+[R]（回転）、[Ctrl]+[R]（反転）キ

ーを押す。

３） 部品と電圧源のプロパティ設定／変更する

⑤ 部品（抵抗とコンデンサ）の上にマウスポイン

タを合わせて、右クリックすると部品のプロパ

ティ設定ウィンドウが開く。（図５参照）

図１ 作業ウィンドウ

図２ 電圧源の選択

図３ 回路部品の貼り付け

図４ 各部品の接続（結線）

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適切な値を入力し、[OK]ボタンで決定する。

⑥ 電圧源 V1 にマウスポインタを合わせて、右ク

リックすると電圧源のプロパティ設定ウィンドウ

が開く。

ここでは、[Advanced]ボタンを選択し、図６に

示すウィンドウを開く。

⑦ 図 ６ に 示 す ウ ィ ン ド ウ で は Functions で

PULSE( )をチェックし、以下の空欄に図６に

示すような値を入力する。ここでは、電圧源と

して電圧値が 10 V、幅が 1sec、周期２sec の

パルス波形電圧を指定した。

４） 解析種類の選択と設定

⑧ 図７に示すように、ツールメニュー[Simulate]を

クリックして、[Edit Simulation Cmd]を選択し、

解析の種類選択とその設定ウィンドウを開く。

（図８参照）

ここでは、過渡解析(Transient)を選択し、そ

れぞれ空欄に図８に示すように入力する。

ここでは、10 msec まで最大ステップ時間が

0.01μsec で過渡解析を行い、その結果を 0

から表示させることを指定した。この設定事項

は、作業ウィンドウ内に表示される。

４） シミュレーションの実行

⑨ ツールボタン を右クリックしてシミュレーシ

ョンを開始させる。

シミュレーションが開始されると、作業ウィンド

ウは図９に示すように上下２段に分かれる。上

段が結果を表示するためのウィンドウである。

計算終了後（あるいは計算中）、回路の各部

分のマウスポインタを合わせて左クリックする

と、その部分の電圧波形、電流波形が上段の

ウィンドウに表示される。

図５ 抵抗値とコンデンサ容量の入力

図６ 電圧源の設定

図７ 解析種類の選択、設定

図８ 過渡解析の設定

図９ 解析結果の表示

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８．２ オペアンプ反転増幅回路

図 10 に、オペアンプ反転増幅回路を示す。

1) 解析回路を作成する

作業ウィンドウに抵抗、グラウンドなどの部品

をそれぞれ貼り付ける。電圧源は、図２に示すウ

ィンドウから Voltage を選択し、作業ウィンドウに

貼 り 付 け る 。 オ ペ ア ン プ は [Component] →

[Opamps] →AD549 を選択する。（図 11 参照）

In 及び Out はラベルで、Label Net を開き、Net

Name を編集して配置する。（図 12 参照）

作成した LTspice サーキットを図 13 に示す。

2） 部品と電圧源のプロパティ設定／変更

① 電源電圧 V1 は信号源であり、図 14 に示す

ように大きさ 1V, 50Hz の正弦波とする。

② V2 及び V3 はオペアンプの直流電源であり、

±15 V に設定する。

③ ツールメニュー[Simulate]をクリックして、

[Edit Simulation Cmd]を選択し、解析の種類

選択とその設定ウィンドウを開く。（図 15）

過渡解析(Transient)を選択し、それぞれ空

欄に図 15 に示すように入力する。100msec ま

で解析する。（入力の 5 サイクル分）

④ ツールボタン を右クリックしてシミュレー

ションを開始させる。解析が終了したら、In 及

び Out のラベルをクリックして解析結果を表

示させる。図 16 に解析結果を示す。

+15V

-15V

10 k

50 kRF

R1

In

V(In)

V2

V3

Out

RoutV(Out) 100 k

図 10 オペアンプ反転増幅回路

図 13 LTspice サーキット

図 14 電源電圧 V1 のプロパティ設定

図 15 LTspice サーキット

図 11 オペアンプの選択

図 12 Label Net

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解析結果を見ると、V(Out)/V(In)はほぼ 10 であ

り、RF/R1 に等しいことが分かる。

８．３ サイリスタ回路

図 1７に、サイリスタ回路を示す。

1) 解析回路を作成する

作業ウィンドウに抵抗、グラウンドなどの部品

をそれぞれ貼り付ける。電圧源は、図２に示すウ

ィンドウから Voltage を選択し、作業ウィンドウに

貼り付ける。

サイリスタ U1 は[Component]→[Misc] →SCR を

選択する。

In 及び Out はラベルで、Label Net を開き、Net

Name を編集して配置する。（図１８参照）

作成した LTspice 回路を図１９に示す。

2） 部品と電圧源のプロパティ設定／変更

① 電源電圧 V1 は信号源であり、図２０に示す

ように□SINE にチェック、Amplitude が 141．

4V（実効値 100V）, 50Hz の正弦波とする。

② V2 はサイリスタ U1 のゲート電源であり、図２

１に示すようにピーク値 1V（1msec 幅）で

5msec 遅れの方形波に設定する。

③ 表 1 に示すサイリスタのサブサーキットをテ

キストファイル（x2N4171.txt）で保存し、回路

ファイルと同一ディレクトリにおく。

図 16 解析結果

x2n4171

In Out

Rout

100RG

U1V(In) V(Out)

100

L1

50 mH

V2

V1

図 1７ サイリスタ回路

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④ U1 にカーソルを合わせて右クリックすると、

図２２に示すように設定画面が現れる。ここで、

Value 欄を SCR → x2N4171 に変更せよ。

図 1９ サイリスタの LTspice 回路

図２０ 電源電圧 V1 のプロパティ設定

図２１ 電源電圧 V2 のプロパティ設定

図 1８ Label Net

図２２ SCR の設定

表 1 サイリスタ（x2N4171）のサブサーキット

図２３ サブサーキットの読み込み設定

図２４ 解析時間設定

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⑤ サブサーキット読み込み設定 .OP ボタンを押して”Edit Text on the Schematic:”窓を開いて、.inc x2N4171.txt を入力（サブサー

キットファイル場所指定）。図２３は再度確認（右クリック）した小窓を示す。

⑤ ツールメニュー[Simulate]をクリックして、[Edit Simulation Cmd]を選択し、解析の種類選択とその

設定ウィンドウを開く。（図 24）

過渡解析(Transient)を選択し、それぞれ空欄に図１５に示すように入力する。ここでは 50msec ま

で解析する。（入力の 2.5 サイクル分）

⑥ ツールボタン を右クリックしてシミュレーションを開始させる。解析が終了したら、 In 及び Out

のラベルをクリックして解析結果を表示させる。図 25 に解析結果を示す。

V(In), V(Out)はそれぞれラベル In , Out の電圧であり、I(L1)は L1 を流れる電流である。

８．４．演習課題

１．RLC 直列回路についてシミュレーションを実行せよ。（RLC 値は任意）

２．電圧源の正弦波とした場合についてシミュレーションを実行せよ。（Help を参照して）

３．上記８．２のオペアンプシミュレーションを実行せよ。 ４．上記８．３のサイリスタシミュレーションを実行せよ。

※課題は、回路図と解析結果が表示されている LTspice 窓全体を[Ctrl] + [Alt] + [PrintScreen]を同

時に押してクリップボードに取り込み、ワード文書に画像として貼り付けた後、余白に学籍番号と

氏名を入力して提出すること。

図２５ 解析結果