QSPICE 以方式管理变压器。这些模型可在“符号和 IP”、“行为”、“模拟”和“变压器”下的组件菜单中找到。目前QSPICE管理的模型如图1所示。
图 1：QSPICE 中嵌入的变压器符号
Transformer组件在NETLIST中创建一个“X”实例，SPICE使用语法如下：
Xnnn “PRI+ PRI- SEC1+ SEC1- SEC2+ SEC2 […]”
其中：
PRI+ 和 PRI- 是主节点
SEC1+ SEC1- SEC2+ SEC2 为辅助节点
TURNS=N1 N2 N3 为初级和次级的匝数
指定初级和次级匝数的能力加快了变压器的设计过程，并且无需指定电感值。下表列出了用户可以指定的其他变压器实例参数：
图 2 显示了由 230 VAC 电压供电的变压器的简单电路图。初级有 1000 匝，次级有 100 匝。因此，变压比为10：1，为降压变压器。该电路代表一个由正弦电源供电的简单变压器，负载电阻连接到变压器的次级。变压器连接到“pri”（初级）和“sec”（次级），分别连接到 V1 和 R1。 V1 是施加到变压器初级绕组的正弦电压源。正弦电压的峰值幅度为325 V（相当于230V RMS），频率为50 Hz，这是世界许多地区电网的标准频率。
语法“SIN 0 325 50”表示源以 50 Hz 的频率在 +325V 和 -325V 之间振荡。 R1是阻值为100欧姆的电阻，连接到变压器的次级绕组。它代表电路的负载，即从变压器吸收功率的元件。电源 V1 将正弦交流电压施加到变压器的初级。由于变压器的配置，该电压在次级感应，并通过变压比降低。如果变压比为 10:1，则次级电压将是初级电压的十分之一。如果初级中的峰值电压为 325V，则次级中的峰值电压将为 32.5V。次级中降低的电压施加到负载电阻器 R1。通过电阻的电流可以使用欧姆定律计算：
我=V/R
峰值电压为 32.5 V，电阻为 100 欧姆，峰值电流为：
32.5/100=0.325A（约325mA）
该图使我们能够观察电路中的电压如何随时间变化，显示初级和次级电压的正弦趋势。
图 2：将电压降低十倍的变压器的仿真
该电路的网络列表如下所示，在其中您可以看到 X1 组件作为变压器的存在：
* 变压器
X1 “pri 0 sec 0” 匝数=1000 100
V1 pri 0 SIN 0 325 50
R1 sec 0 100
.tran 500ms
.end
注意一个重要的细节。众所周知，在变压器中，初级和次级彼此隔离，并且它们之间仅发生磁转变。在实际电路中，初级和次级的电气质量是断开的。为了使仿真正常工作，需要在初级和次级都添加 GND 符号。此过程仅旨在确认相对于地面的所有测量，但实际上并不构成真正的电气连接，因此初级和次级彼此隔离。
简单的稳压电源
在本段中，模拟了稳定的 12 V 电源，它是许多电子应用中的基本组件。从图3中可以看出，该系统由230V主电压组成，代表主电源。首先通过变压器将交流电压降低到更安全、更可用的电压水平。然后使用二极管桥式整流器将降低的交流电压转换为脉动电压，将交流电转换为脉动直流电。平滑电容器用于进一步提高直流电压的质量并减少残余纹波。，连接的负载代表电源的接收者，可以是电子设备、控制电路或任何其他需要稳定直流电压的设备。通过对该电源进行仿真，我们可以分析电路的行为，并评估各种工作条件下的转换效率和输出电压的稳定性。
该图模拟了将交流电压转换为稳定直流电压的电源。该图的顶部是一个变压器，其初级连接到正弦电压源 V1。次级提供感应电压。匝数比为7000:400，这意味着施加到次级的电压比初级的电压降低。 V1 是正弦交流电压源，峰值幅度为 325 V，频率为 50 Hz。这模拟了 230 V RMS 的标准电源电压。它应用于变压器的初级。二极管D1、D2、D3和D4形成桥式整流器，将变压器次级的交流电压转换为脉动直流电压。每个二极管均被建模为 1N4007，一种标准整流二极管。
桥式整流器的工作方式是，无论交流电压的极性如何，输出始终为正电压。整流后的脉动直流电压含有纹波。为了降低它并获得更稳定的电压，使用了滤波电容器C1、C2、C3和C4。 7812 稳压器被建模为子电路 (.subckt)，用于将输出电压稳定在 12 V。子电路内部有多个组件。无论输入电压或连接负载如何变化，它都能确保输出电压保持在 12V。 100欧姆负载电阻R1模拟消耗电源功率的负载。这使我们能够分析作为实际负载的电路的行为。仿真通过四个图表从上到下显示了电路各个节点的电压：
张图显示了施加到变压器初级的交流电压（红线）。它是一个峰值约为 325 V 的正弦波形，对应于频率 50 Hz 时 230 V 的 RMS 电压。黑线代表变压器次级的电压。由于变压器的匝数比为7000:400，因此次级电压明显低于初级电压。次级电压的幅值要低得多，但保持与初级电压相同的频率和相位
第二张图（蓝色）表示在二极管电桥输出端测得的脉动直流电压。电压现已整流，仅显示正弦信号的正半波
第三张图（蓝色）显示了施加到由电容器制成的平滑滤波器后的直流电压。请注意，电压比上图中稳定得多。尽管仍然存在一些纹波，但这些纹波的幅度明显减小，表明滤波器正确地平滑了电压
第四张图（蓝色）显示了稳压器 7812 输出的终电压。该电压非常稳定且干净，在整个模拟过程中保持恒定在 12 V 左右。这表明稳压器工作正常，消除了任何残余纹波并保持且恒定的输出电压，非常适合为敏感电子电路供电。初的几毫秒的小停顿代表电解平滑电容器完全充电所需的时间
电源原理图的NETLIST如下所示。建议仔细检查它以了解所使用的各种电子元件及其使用语法。
* 电源
×1 pri 0 sec 0 匝数=7000 400
V1 pri 0 SIN 0 325 50
.MODEL D11N4007 D(IS=76.9p RS=42.0m BV=1.00k IBV=5.00u CJO=26.5p M =0.333N=1.45 TT=4.32u)
D1 0 秒 D11N4007
.型号 D21N4007 D(IS=76.9p RS=42.0m BV=1.00k IBV=5.00u CJO=26.5p M=0.333 N=1.45 TT=4.32u)
D2 0 N01 D2·1N4007
.型号 D31N4007 D(IS=76.9p RS=42.0m BV=1.00k IBV=5.00u CJO=26.5p M=0.333 N=1.45 TT=4.32u)
D3 秒 N01 D31N4007 .型号
D41N4007 D (IS=76.9p RS=42.0m BV=1.00k IBV=5.00u CJO=26.5p M=0.333 N=1.45 TT=4.32u)
D4 0 0 D41N4007
R1 输出 0 100
.subckt X27812 输入 Aj 输出
F1 输入 0 Vc 1
Rcon 输入 0 1e6
B1 4 Aj V= 表 (V(In,Aj), 0,0, 1,0, 14,12, 35,12, 36,0)
Vc 4 Out 0
F2 In Aj Vc 4m
.ends
X2 N01 0 out X2?7812
C1 N01 0 4700uF
C2 N01 0 100nF
C3 输出 0 100nF
C4 输出 0 1000uF
.tran 500ms
.end
图 3：简单稳压电源的电路图以及各个节点的波形图。
结论
使用 QSPICE 对变压器和稳压电源进行的仿真证明了该工具对于复杂电路分析和设计的有效性。 QSPICE 可以管理理想和实际变压器，从而可以快速配置和模拟交流原型，如降低电源电压的变压器示例所示。指定匝数的能力大大简化了设计过程，无需计算电感值。此外，稳压电源电路中包含桥式整流器、平滑电容器和稳压器，可提供干净稳定的直流电压，非常适合为敏感电子设备供电。
