|
Моделирование импульсных источников, Micro-Cap, OrCad, SwithcCad - попробуем объять необъятное |
|
|
|
Nov 24 2007, 23:19
|

Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 529
Регистрация: 20-02-05
Из: Смоленск
Пользователь №: 2 767

|
Цитата(tyro @ Nov 25 2007, 00:23)  Обсуждаемые вопросы переросли рамки данной темы, и поскольку уважаемый AML сделал интересное бескорысное предложение, предлагаю глубоко уважаемому AML создать в этой ветке тему типа "моделирование импульсных источников в MicroCap". Попутно всем заинтересованным подумать о создании (и структуре) опросника по применяемым деталям и материалам в источниках питания, соотнесенных с их параметрами (мощность, входное и выходное напряжения, токи). С наскоку у меня логически выстроенная структура не получилась (да и опыта создания опросника на форуме нет). 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)Цитата По моему скромному мнению, наиболее предпочтительным будет прерывистый режим, а еще лучше - его предельный случай критический режим, когда следующий цикл начинается сразу после закрывания выходного диода. Поясню свою позицию. В непрерывном режиме: 1. При достаточно больших выходных напряжениях, обратное напряжение, приложенное к выходному диоду, вызывает ничем неограниченый обратный ток восстановления. Для этих токов времена восстановления, как правило, не оговариваются. Это явление хорошо известно из литературы в виде всплеска тока силового ключа при его открывании. Все это дело сопровождается "звоном", растянутым на время, значительно превышающее время обратного восстановления силового диода. Попытка борьбы с этим явлением в виде ферритовых "бусинок", одеваемых на выводы диодов или силовых транзисторов, а так же всякого рода снабберы на диодах или силовых ключах однозначно приводят к потере КПД. 2. Помехи на частоте коммутации, особенно после открывания силового ключа, полностью подавить, как правило, не удается. 3. Управление flyback преобразователем более сложное по сравнению с квазирезонансным вариантом, опять же в связи с помехами. 4. Наличие динамических потерь при открывании силового транзистора. Классические недостатки прерывистого режима: 1. Большие, по сравнению с непрерывным режимом, действующие значения токов. 2. Как следствие больший ток при закрывании силового транзистора. 3. Большие пульсации тока на выходном конденсаторе, что приводит к его удорожанию. 4. Большие изменения индукции сердечника трансформатора, практически от нуля и до максимума, что критично для потерь в сердечнике. Резюме. Лучше выбирать прерывистый режим, а еще лучше - критический, поскольку в современных условиях транзистор с меньшим сопротивлением канала стоит столько же, что и с большим. Материалы для сердечников нинче обладают очень малыми потерями и хорошо переносят большие приращения индукции. Согласен, что мое мнение достаточно спорно, поэтому ожидаю конструктивную критику со стороны уважаемого сообщества 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.
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(195 - 209)
Guest_orthodox_*
|
Aug 4 2009, 15:36
|
Guests

|
Цитата(wim @ Aug 4 2009, 15:11)  Тут Microchip подсуетился со своей Mindi - они тоже умеют рисовать частотные характеристики в режиме Transient. Госпади, а это еще как-с? (с) Ржевский Пошел скачивать и смотреть... На вс случай спасибо за инфу...
|
|
|
|
|
Aug 4 2009, 23:41
|

Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 175
Регистрация: 7-02-09
Пользователь №: 44 515

|
Цитата(wim @ Aug 4 2009, 07:11)  Триальная - хорошо, а бесплатная - лучше.  Ну дак она и есть бесплатная. А на год исключительно для того, чтобы старые версии не залеживались, а вовремя обновлялись. Все-таки ошибочки находятся время от времени. Когда лицензия закончится, будет хороший повод заставить обновить версию. Цитата(wim @ Aug 4 2009, 07:11)  Тут Microchip подсуетился со своей Mindi - они тоже умеют рисовать частотные характеристики в режиме Transient. Надо будет посмотреть. Если нервов хватит. Вот только что пытался сравнить NL с PSim-ом, не хватило терпения. Предлагаю специалистам по другим симуляторам: помогите посравнивать схемы (транзиент и АС), я по такому случаю и постоянную лицензию дам. Нет времени самому разбираться, как там надо рисовать и где параметры задаются... Цитата(wim @ Aug 4 2009, 07:11)  А еще там можно "зубастые" американские резисторы привести к привычному нам "европейскому" виду. Мелочь, а приятно.  Ну это уже прям как "вам хочется песен, их есть у нас". В NL это тоже есть, так же как и многое другое, о чем мало кто подозревает, потому что некоторых вещей в других программах никогда не было и скорее всего не будет, если только "не подсуетятся"  Читайте Мануал (к сожалению, только английский).
Сообщение отредактировал nl5 - Aug 4 2009, 23:42
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 02:45
|

Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 175
Регистрация: 7-02-09
Пользователь №: 44 515

|
И вот еще хочу сказать пару слов пользователям симуляторов. Товарищи! У вас есть реальная возможность не ждать милостей от природы, а в буквальном смысле сделать инструмент "под себя" - удобный для работы, с нужными именно вам возможностями и "фичами". Я не думаю, что вы можете написать/позвонить в Microchip, он подсуетится и за пару дней сделает вам белый верх черный низ, и пуговицы перламутровые в нужном месте. Я же пока вынужден это делать, чтобы завоевать доверие клиентов, и в конечном счете поиметь какой-то рынок. Не совсем, конечно, "вынужден", я считаю, что так оно и должно быть. Естественно, большинство из того что сделано - это моё, но есть и ценные вещи, добавленные по просьбам юзеров. Иногда с боем, с длинными обсуждениями, а иногда на следующий день.
Есть всего несколько областей, куда я (NL) точно не собираюсь внедряться (хотя от тюрьмы и от сумы...), это во-первых, импорт/экспорт спайса. Сделаю, конечно, если получу предложение, от которого не смогу отказаться, но мне лично это не надо и не интересно. И второе - цифровая область. Это будет развиваться только постольку, поскольку необходимо для управления аналоговыми системами. Думаю, что максимум - это линк к МоделСиму (уже в процессе), так что счастливые цифровики сражу же и отвалят.
К сожалению, почему-то большинство пользователей стесняются даже об очевидных ошибках извещать, не то что просить о чем нибудь. Наверное к этому приучил опыт общения с гигантами софт-индустрии, во главе с не будем показывать пальцем. Так я пока не они, и вполне доступен. Естественно в разумных пределах.
Я вижу, что на этом форуме вполне компетентные люди сидят: товарищи, вас то мне и надо! Давайте работать вместе на наше общее благо... уффф.
Спасибо, Алексей.
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 07:14
|

Местный
  
Группа: Banned
Сообщений: 354
Регистрация: 20-01-07
Пользователь №: 24 634

|
Цитата(nl5 @ Aug 5 2009, 06:45)  Я вижу, что на этом форуме вполне компетентные люди сидят ИМХО, компетентные товарищи давно определились с рабочим инструментом, который многократно протестировали на соответствие реальным результатам. Поэтому очередной новодел, ИМХО, так и останется на лотке уважаемого офени. А неофиты, скорее всего, выберут бесплатный и отлично зарекомендовавший себя SwCAD.
Сообщение отредактировал gyrator - Aug 5 2009, 07:17
--------------------
Только те, кто предпринимает абсурдные попытки, смогут достичь невозможного.
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 07:36
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(nl5 @ Aug 5 2009, 03:41)  ... Читайте Мануал ... Как это ни смешно звучит, но я читаю мануалы.  Есс-но, я сравнивал с другими программами предыдущую версию NL5 (Version 1.0 (Build 4, 02/08/2009)). И не нашел там ничего касаемо редактирования графики компонентов. Кстати, и в новой версии тоже (только выбор вариантов). Либо "Edit component button" хорошо спрятана, либо ее нет в демо-версии. Хотя, в принципе, это не сильно надо для симулятора. Цитата(gyrator @ Aug 5 2009, 11:14)  ИМХО, компетентные товарищи давно определились с рабочим инструментом, который многократно протестировали на соответствие реальным результатам. Поэтому очередной новодел, ИМХО, так и останется на лотке уважаемого офени. А неофиты, скорее всего, выберут бесплатный и отлично зарекомендовавший себя SwCAD.  Сила подобных программ - в наличии готовых моделей и примеров. Можно, конечно, ваять схему с чистого листа, но проще брать готовое и отсекать все лишнее.  У буржуинов по этой причне наиболее популярен OrCAD благодаря бесплатной демо-версии 9.1 и куче проектов, выполненных в нем. Есть также несколько книг по силовой электронике с примерами на CD. Некоторые из них я тут выкладывал.
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Aug 5 2009, 10:09
|
Guests

|
Цитата(nl5 @ Aug 5 2009, 04:45)  Товарищи! У вас есть реальная возможность не ждать милостей от природы, а в буквальном смысле сделать инструмент "под себя" - удобный для работы, с нужными именно вам возможностями и "фичами". Насыщение сердечника как-то можно в ней имитировать?
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 10:55
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Вот недавно тоже приобщился к NL5. Пока только начал осваивать, но считает действительно быстро. Я начал моделировать активно еще году в 94. Когда писал кандидатскую диссертацию Это еще был pspice под DOS версии 4.03. Дальше был Design Lab 8.0 со Schematics. Удобная система моделирования, но потом ее съел Orcad. Хотя наследие в виде Schematics есть до сих пор. До сих пор я сижу на Orcad-e. При всей ее громозкости, она содержит наиболее большую библиотеку готовых компонентов, достаточно удобный интерфейс, а proba я считаю вообще лучшей системой визуализации. Есть еще Micro-Cap. Тоже очень удобная система. Особенно для студентов. Все русифицировано. Есть книга. Интуитивно понятный интерфейс. Сейчас поставил LTSpice IV. Рисовалка после этих двух программ мне сразу не понравилась. Посмотрим, как считает. Я понимаю, что есть проблема лицензий и т.д. Но мы живем в России. Пока у нас все и даже в учебных университетах имеет статус стянул с интернета поставил и использую. Все эти программы основаны на едином стандарте языка pspice. Ну и решатель наверняка похожий. Хотя LTSpice я еще толком не пробовал. Основная проблема в достаточно сложных системах, это даже не то что медленно считает, а проблемы со сходимостью. Хотя тот же ORCAD работает в этом направлении. Он ввел режим автосходимости и еще ряд дополнительных опций. Я со всем этим последнее время разбирался в основном методом научного тыка. Где то я видел рекомендации по борьбе со сходимостью. Но это проскочило мимо меня. Может, кто поделится ссылкой. У кого есть наработки в этой области. Теперь о системах не pspice. Так условно назовем. Еще будучи студентом ЛЭТИ мы использовали программу ПАКЛС, которая была разработана на каф. ЭТПТ. Разрабатывали несколько человек. Сейчас в живых остался только один. Это мой шеф и руководитель. Ну неважно. Она считала выпрямители и тиристорные инверторы со скоростью, которая превышала pspice на порядок, а может и больше. Но в 90х годах пришел pspice. Универсальный продукт. ПАКЛС умер. Видно, что у NL5 есть будущее в расчете достаточно сложных систем управления в том числе преобразователями. Это действительно конкурент PSIM, который во многом похож на NL5. И еще. Интересно потестить разные пакеты на одной задаче. Желательно, где в pspice есть проблемы со сходимостью. Посмотреть скорость расчета. В этом готов участвовать.
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 15:42
|

Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 175
Регистрация: 7-02-09
Пользователь №: 44 515

|
Естественно, компетентные товарищи определились, выбрав из того, что было в наличии. А пробовать новое всегда трудно, в основном психологически: тут кнопка не там, там цвет не тот... увы, я и сам такой  Ну да ладно, что хотел, я высказал, собираю лоток и в соседние деревни, авось где еще остался темный люд, неопределившийся.... Теперь по-существу. Насыщение сердечника в моем списке "to do", но не на первом месте, так как пожеланий об этом от теперешних порльзователей не было. Есть несколько других вещей, о которых просили уже несколько человек, ими буду заниматься в первую очередь, а там посмотрим. Цитата(Огурцов @ Aug 5 2009, 08:50)  с ходу не разобрался, как добавлять-убирать точки для отображения на осциллограмме. Как минимум 3 способа, о которых я еще помню: 1) Меню: Transient/Data (или AC/Data), страничка Traces, выбрать что надо (V,I,P,...), double-click в появившемся спсике элементов, или кнопка Add. 2) В списке компонентов (где задаются номиналы) выбрать компонент в левом окне, нажать на любую из 5 кнопок в тулбаре сверхе (V,I,P, V,I для AC анализа) 3) На схеме нажать правой кнопкой на элемент или линию схемы, в выпадающем меню выбрать Add Trace, затем выбрать что надо.
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 16:21
|

Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 175
Регистрация: 7-02-09
Пользователь №: 44 515

|
Цитата(Огурцов @ Aug 5 2009, 10:16)  Ошибка - слишком много компонетов для демо версии. Trace list почистил - не помогло. К проге обязательно нужно добавить сетап-проджект, с установкой/удалением, созданием ярлыков и меню. Да, сетап нужен, учту. А что значит "Trace list почистил - не помогло"?
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 16:54
|

Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 175
Регистрация: 7-02-09
Пользователь №: 44 515

|
Цитата(Огурцов @ Aug 5 2009, 10:36)  Пока прога пишется, весьма полезно, чтобы она была без каких-либо ограничений - меньше глюков. К сожалению, любая программа пишется бесконечно... Единственное ограничение в Демо версии - количество компонентов в схеме. Все остальное идентично полной версии. Надеюсь, что с ошибкой разберемся, такого давненько не было.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|