Вполне дельное предложение. Поэтому создаю указанную тему. Может из этого что-нибудь путное да выйдет...

Немного о целях. Я хочу попытаться промоделировать наиболее характерные режимы работы преобразователей напряжения, чтобы продемонстрировать преимущества и недостатки тех или иных топологий преобразователей, а также влияние на процессы в преобразователях паразитных параметров компонентов и методы борьбы с ними. Не знаю, насколько посильная эта задача, но попытаться можно. Надеюсь, что уважаемое сообщество тоже примет в этом процессе посильное участие, поскольку очевидно, что в одиночку я не справлюсь по ряду объективных и субъективных причин. Главная проблема – последний раз я держал в руках паяльник и щуп осциллографа в далеком 1995 году. И с тех пор моя работа ни прямо, ни косвенно не связана не только с преобразовательной техникой, но и с электроникой вообще. В настоящее время я журналист в газете областной администрации. Пишу это к тому, чтобы не было недопонимания – за 12 лет очевидно, что я существенно утратил квалификацию и главное – не могу на практике проверить достоверность результатов, получаемых при моделировании.

Зачем мне все это надо – вразумительно объяснить не могу. Будем считать, что это хобби, замешанное на ностальгии по былым временам. Плюс жалко, что весьма неплохое образование и кандидатская степень, полученные мною в области преобразовательной техники, оказались невостребованными. Я попал в тот «демогфический провал» выпускников начала 90-х, который хорошо виден на возрастной диаграмме участников этого форума (в разделе «опросы»).

Если совместными усилиям в этой ветке появятся демонстрация основных проблем и подводных камней проектирования преобразователей напряжения в моделях для симулятора, то, думаю, это будет неплохое подспорье новичкам. А поскольку это для меня хобби – я вполне могу позволить себе тратить на это время и силы. Правда, очевидно, что все это будет проистекать очень небыстро, поскольку иногда еще и работать надо.

На этом лирическое отступление считаю законченным.



Итак, по теме. Поскольку от уважаемого gyratorа прозвучало предложение сравнивать все на модельках, а уважаемый Прохожий сформулировал преимущества и недостаки флайбека при работе в режиме непрерывных и прерывистых токов, с этого и начнем. (предыстория здесь - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39519)

Завтра я постараюсь выложить модельки, иллюстрирующие вышесказанное, а пока о методике сравнения.

Несмотря на мое скептическое отношение к комплексному сравнению схем на основе результатов моделирования, сравнение отдельных характеристик и демонстрацию особенностей считаю вполне возможной и весьма полезной в связи с этим хотел бы попросить совета по поводу методики такого сравнения.

Я считаю целесообразным проводить сравнение при трех значениях входного напряжения - 9 В, 24 В и 308 В, четырех значениях выходного напряжения - 5В, 12В, 60В, 300В, четырех значениях мощности 5Вт, 20Вт, 60Вт, 300Вт и трех значениях частоты – 100кГц, 250кГц, 500 кГц. Думаю, при этом можно будет говорить о тенденциях.
Такой сравнительный анализ на идеализированной модели вряд ли представляет практический интерес. Поэтому при расчетах нужно использовать модели реально существующих компонентов. И вот в этом месте мне нужна помощь – я не знаю современную элементную базу. Поэтому буду весьма признателен специалистам за помощь в выборе наиболее типично применяющегося в для каждого из рассмотренных вариантов силового транзистора и выпрямительного диода (синхронное выпрямление пока не рассматриваю).
Хотя бы по некоторым случаям:
Вар. 1. Вх. 9В, вых. 5В, f=250кГц, P=20Вт
Вар. 2. Вх. 9В, вых. 300В, f=250кГц, P=20Вт
Вар. 3. Вх. 24в вых. 5В, f=250кГц, P=60Вт
Вар. 4. Вх. 24в вых. 5В, f=100кГц, P=300Вт
Вар. 5. Вх. 24в вых. 300В, f=100кГц, P=300Вт
Вар. 6. Вх. 300в вых. 5В, f=100кГц, P=60Вт
Вар. 7. Вх. 300в вых. 12В, f=100кГц, P=60Вт
Вар. 8. Вх. 300в вых. 60В, f=100кГц, P=300Вт

Кроме того, буду признателен за любые предложения как по методике, так и по реализуемым вариантам.

На сколько я знаю теорию численных методов расчета, минимальный квант никак нельзя менять (он меняется при расчете для обеспечения сходимости). Можно только снижать точность расчетов. Как это сделать в SWCad - пока не знаю. В МС это осуществляется коррекцией Global Setting (писал об этом в начале темы)

Увеличил "на удачу" значения вот этой вкладки в два раза. Симуляция пошла шустрее.
(настройки появляются по нажатию кнопки с молоточком)

А существует ли книга, где можно почитать базовые понятия по spice?

В окошке Solver(*) выбираем Alternate. И будет еще шустрее
Enjoy!

gyrator, да не очень-то шустрее с "Solver- alternate".
Сбросил все настройки
С альтернате - 400 пикосекунд в секунду,
с нормал - 10 мкс/с.

Может быть, еще чего надо?

Вполне возможно. Для меня SwCAD III не основной симулятор, поэтому
лучше спросите у активных пользователей здесь http://valvol.flyboard.ru/topic36.html
или здесь http://mastercity.ru/vforum/showthread.php...97&page=125

З.Ы. У меня вот такие настройки


Сообщение отредактировал gyrator - Jan 13 2008, 15:50

Затеял девайс на МК. Удаленный модуль ввода/вывода для промавтоматики с Ethernet и Modbus/RTU.
Задуманы реле в качестве выходов. Потребовался БП с гальванической развязкой (требование стандартов).
Когда посчитал потребление, выяснилось, что нужно как минимум 1А по 5V. Думаю, надо бы еще двойной запас. Поскольку сборка будет наколенная, то число моточных, изготовленных самостоятельно, должно быть минимально, а сами они - очень просты в изготовлении. Ну и цена всего остального тоже должна быть минимальной. Опять же доставаемость...
Итак, исходные данные. Вход 12...36 В. Выход 5 В 2А.
Исходя из всего вышеперечисленного родилось следующее:
[attachment=17136:attachment]
Прошу конструктивной критики. Все необходимые диаграммы в любой точке схемы могут быть приложены по первому требованию. Равно как и данные моточных и остальные интересующие параметры.
Можно так же продолжить тему обратноходового преобразователя.

А стоит ли заморачиваться, используя в качестве ДТ транзистор, при такой маленькой мощности?

На мой взгляд стоит. Дело все в малом минимальном входном напряжении (12 В из условия задачи), коэффициенте заполнения, не превышающем 0.47 и моем личном желании использовать режим ПТ во всем диапазоне входных напряжений и нагрузок.
В качестве подтверждения предлагаю диаграмму тока через транзистор VT4 при напряжении 36 В и нагрузке 10 Вт.
[attachment=17143:attachment]
И тоже самое при напряжении питания 12В и той же нагрузке.
[attachment=17144:attachment]
Как видно из диаграмм, пиковый ток через транзистор не так уж и мал.
Решение измерять ток, измеряя напряжение на транзисторе в открытом состоянии последнего, имеет следующие преимущества.
1. Отсутствует моточное - трансформатор тока или резисторы в истоке транзистора.
2. Упрощается топология печатной платы.
3. Для случая с резисторами - несколько увеличивается КПД.
4. Появляется новое свойство - увеличение падения напряжения на открытом полевом транзисторе с ростом температуры, что позволяет автоматически защищать ключ при повышенных температурах.
5. Стоимость решения сопоставима со стоимостью решения на резистивном датчике тока и намного ниже того же с трансформатором тока.
Это мое личное мнение, подлежащее критике.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jan 18 2008, 09:31

Если я правильно разглядел номиналы, частота цепочки R10, C7 великовата - что-то около 300 кГц. Для компенсации задержки сигнала в оптроне не годится.

Если честно, я ее подобрал до получения устойчивости во всем диапазоне нагрузок и входных напряжений.
Вот диаграмма напряжения на 4-ой ноге оптрона (она-же 1-я нога UC3843) с номиналами C7 и R10, указанными на схеме 47нФ и 10 Ом соответственно. Нагрузка 20 Ом, входное напряжение 12 В.
[attachment=17163:attachment]
А это - диаграмма в той же точке, когда емкость C7 уменьшена до 10 нФ. Входное напряжение и нагрузка без изменений.
[attachment=17164:attachment]
Может, что-то не так с моделью оптрона?
Каковы будут Ваши рекомендации?

У меня пока рекомендации не по существу, а по форме
Желательно схемы и диаграммы расчетов выкладываь не в формате jpg, а в формате gif или png. При этот размер файла будет где-то раз в 10 меньше, а качество - выше. В результате удобнее смотреть и обсуждать. Вот, например, схема и одна из диаграмм

Самая простая модель оптрона - источник тока, управляемый током с конденсатором на выходе, моделирующим задержку, как вот здесь:
http://powerelectronics.com/mag/Kollman%20...mber%202003.pdf

В "фирменных" моделях труднее задавать CTR, а он имеет большой разброс и напрямую влияет на усиление в петле.
По поводу частот я исходил из того, что RC-цепь существенно влияет на фазу сигнала в пределах от 0,1х до 10х частоты среза, т.е., для того, чтобы скомпенсировать полюс, созданный оптроном, необходимо поместить нуль где-то в близкой области частот. У оптронов широкого применения типичные значения частоты среза ФНЧ - сотни Гц, единицы кГц. Для сравнения можно посмотреть аналогичную цепь коррекции у TOPswitch.

Посмотрел текст модели - все так, как Вы говорите. Модель от Linear Technology. Конденсатор маловат 18pF.


Согласен, петлевое усиление - серьезный параметр.


На мой взгляд, здесь еще косвенно влияет амплитуда пилы ШИМ компаратора. Чем она больше, тем меньше общее усиление. В рассматриваемом случае пила имеет маленькую амплитуду за счет делителя на резисторах R5, R15. Пэтому, даже небольшое изменение напряжения на оптроне приводит к значительному изменению ширины импульса. Вполне вероятно, что это в свою очередь приводит к "псевдоувеличению" частоы среза.
TOPSwitch я помню хорошо. Там речь идет о 47мкФ в аналогичной цепи.

Выкладываю свой вариант схемки

Спасибо. Очень признателен.
Есть ряд вопросов.
1. Назначение диода D150.
2. Назначение цепи R227, R228.
3. Назначение R224.
4. Назначение цепи С30, R218.
Взамен на ответы, попытаюсь объяснить свои подходы.
Идея была следующая - максимальное упрощение трансформатора, так, чтобы его мотал монтажник, собирающий изделие. В связи с этим, я не мог позволить себе обмотку обратной связи. Кроме этого, я решил сократить число витков в обмотках за счет применения схемы "вольт-секунда". Полученное при этом пилообразное напряжение, добавляется к напряжению с датчика тока. Это будет полезно, если мне вдруг захочется перейти к режиму НТ.
Естесственно, защита от К.З. получается не такой красивой, как в Вашем варианте из-за отсутствия режима "икания". Но по моим прикидкам, примененный транзистор должен спокойно перенести все эти издевательства.
Вот модель транса, поскольку на схеме его параметры отсутствуют.
[attachment=17189:attachment]
В силовой части, насколько я понял, особых расхождений нет.