Power Electronics

Как в LTspice, так и в классической физике заряда конденсатора определяется по аналогичной формуле - Q=C*V. Просто в LTspice напряжение на конденсаторе передаётся параметром x. Здесь мгновенный заряд зависит от мгновенного напряжения, а ёмкость является лишь неким коэффициентом пропорциональности.
Возможно кому-то это покажется слишком заумным и ненужным, однако подобный подход позволяет создавать не только линейные, но и нелинейные конденсаторы, т.е. конденсаторы, в которых ёмкость является некоторой функцией от величины напряжения на конденсаторе.
В LTspice похожий подход используется и для создания программируемой индуктивности. По аналогии с конденсатором, там используется выражение для потока - Flux=L*x, где x - ток через индуктивность.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Уважаемые форумчане. Давно мечтал иметь у себя на компьютере программу по моделированию электронных схем. Вот попалась в сети таковая, да еще и бесплатная - LTspise IV. Несколько дней потратил на ее освоение. В основном разобрался. Но дойдя до реальной разработки схемы несколько разочарован. Проблема у меня возникла вот в чем: Скачав библиотеку элементов уважаемого valvol-а, нашел там необходимый мне для конструирования драйвер МОС3082 (оптосимистор с контролем перехода через 0). Посмотрел в даташите, что рассчитан он на максимальный ток до 1А и напряжение 800В. Загрузив в схему его модель из указанной выше библиотеки и подключив на вход генератор прямоугольных импульсов на 3В и длительностью импульсов 90мс, а на выход источник напряжения (Uа=300В f=50Гц) и соответствующую нагрузку (R=500 Ом), к своему удивлению увидел на графиках, что драйвер не работает, а именно, не закрывается после спада управляющего импульса. Предположив, что причина неправильной работы драйвера может заключаться в ошибке моделирования самого драйвера, я в библиотеки элементов valvol-а нахожу модель этого драйвера, по нет-листу вручную восстанавливаю его схему и начинаю экспериментировать. Так вот, ошибки в схеме модели мне обнаружить не удалось, все вроде логически верно и смысл работы модели, в общем, понятен. Меняя параметры входного генератора управляющих импульсов и источника выходного напряжения и нагрузки, обнаружил странность процесса моделирования. При напряжении до 20В модель драйвера работала как и полагается, а вот при более высоком напряжении начинали появляться сбои - сначала при спаде управляющего импульса появлялись на графике дополнительные полуволны тока в нагрузке, а при превышении некоторого значения напряжения нагрузки на входе, драйвер вообще отказывался отключать нагрузку. При дальнейшем исследовании причины такого поведения модели, обнаружил что при повышении напряжения начинали пропадать синхроимпульсы перехода через 0, т.е. при относительно низкой скорости изменения напряжения нагрузки программа эти синхроимпульсы воспроизводит, а при высокой скорости (чем выше напряжение, тем выше скорость изменения напряжения в единицу времени) синхроимпульсы исчезают. И связано все это, видимо, с алгоритмом моделирования этой программы, недостаточно итераций. Может есть какие-то секреты настройки программы по повышению точности моделирования, чтоб можно было моделировать схемы во всем диапазоне допустимых параметров электронных компонентов? Может кто сталкивался с такой проблемой?

Было. Обращался к автору и он с удовольствием доводил модель по замечаниям и в сравнении с реальной работой микросхем.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Похоже дело не в модели, проблема в программе. Не все она может.

Нужно некоторое время, чтобы вникнуть в собственную модель. Однако, дело, скорей всего, в настройках режима моделирования. Попробуйте на вкладке Transient (вызывается кликом правой кнопки по директиве .tran) выставить параметр Maximum Timestep = 1u

Оригинальную тестовую модель можно

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Спасибо Все заработало как надо. Вы гений.
У меня там вообще ничего не стояло. Видимо по умолчанию считало в самой грубой форме.
А Timestep= 1u - это значит, что считает с точностью до 1 микросекунды, или что это за единицы измерения? И какое значение стоит по умолчанию?

Временной шаг адаптивный и зависит от резвости событий моделирования и типа вычислителя, а их в LTspice целых два - Normal и Alternate. Так же временной шаг зависит и от общего времени моделирования. Понятное дело, что больший временной шаг ускоряет моделирование. Однако если шаг слишком большой, то это может привести к пропуску событий, а также ошибкам сходимости. Риск этого увеличивается при использовании цифровых и ключевых компонентов. Есть много способов избежать этих проблем и самый простой из них - ограничить максимальное значение временного шага, что мы и сделали.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Спасибо! Все доходчиво объяснили.

В формуле Q=(100p+time/5meg)*x, 5meg означает 5 000 000? Это конечное значение емкости в пикофарадах? Или нет? Поясните эту формулу поподробнее.
А если мне нужно изменять значение емкости только во времени, вне зависимости от напряжения на ней, нужно x отбросить?
И как узнать значение емкости в определенный момент времени по осциллограмме? При каком значении емкости наступил резонанс?

В данном случае, значение ёмкости зависит от времени (time), определяется выражением (100p+time/5meg) и измеряется в фарадах.

Если заряд вашего конденсатора перестанет зависеть от напряжения на нём, то он перестанет быть конденсатором.

Кроме резонансного, существует много способов измерения ёмкости конденсатора в модели. Можно пропускать ток через него и контролировать приращение напряжение, можно прикладывать переменное напряжение и контролировать ток, можно изначально сообщить конденсатору некий заряд и затем контролировать напряжение на нём....

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Доброго времени суток.
Сейчас я занимаюсь проектированием и симуляцией преобразователя в среде LT-SPICE.
Столкнулся с несколькими проблемами, однако две разрешить, пока не удалось.
Скриншоты и описание проблемы оформил в виде пдф-файла (512кБ).

Если коротко, то при подключении к импульсному инвертору всяческой индуктивности, получается каша, которая на реальном устройстве не возникает. Занимаюсь проектом уже несколько месяцев, а эту проблему решить не удается.

Буду очень признателен если подскажете как решить проблему.
С уважением, Глеб.

Ссылка на пдф с описанием проблемы: https://drive.google.com/open?id=0B4zbc ... authuser=0
(если что-либо не откроется, то можете написать об этом мне, я оперативно перепроверю и если что сформулирую и оформлю вопрос в сообщении)

На рис.4, в ШИМ сигнале присутствуют какие-то посторонние осцилляции. Скорей всего они и вызывают искажения.
Вероятно проблема в модели, но чтобы с этим разобраться нужна сама модель.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Как мне удалось установить, осциляции создаются колебательными процессами в моделях транзисторов и диодов, которые, как-бы, приближены к реальным моделям. Однако используя идеальные и максимально простые модели ключей и диодов (да, даже переключатели УН пробовал) создают деформацию сигнала. Вот пример инвертора, откуда энергия идет к трансформатору и на нагрузку:

А вот сигналы, один на первичной обмотке, а другой на нагрузке:

Расположение фильтра на сам сигнал в данном случае в итоге не имеет значения.

А вот что получилось когда я уменьшил индуктивности в тысячу раз:

Далее я повысил сопротивление первичной обмотки в десять раз (теперь нагрузка на инвертор носит более активный характер):

Сигнал еще не выровнялся на нагрузке, так что пока не страшно, что он не совсем синусоидальный.
А вот еще в десять раз (теперь активная нагрузка порядка ста ом, а индуктивность менее миллигенри, еще тут я симулировал подольше, чтобы показать ровное напряжение на выходе, которое конечно не велико из-за большого активного сопротивления на первичной обмотке:

Более того, в последних трех графиках я убрал нелинейную индуктивность у трансформатора, так что она мало влияет на результат.

А вот сигнал на чисто активной нагрузке без всяких трансформаторов:

Похожий сигнал на настоящем устройстве, в которых много индуктивностей и по которому я делаю преобразователь. На данную проблему тип преобразователя и любые другие его части значимого влияния не оказывают. Вот блок схема моей модели:


Заранее благодарю за любую помощь.

В случае каких-то проблем с моделями, принято выкладывать сами модели.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Ох, конечно: https://drive.google.com/file/d/0B4zbc9 ... sp=sharing