Добрый день.
Решил промоделировать схему защиты от перенапряжения включающую в себя:
Дроссель 100мкГн, затем TVS-диод на 22В и конденсатор.
Моделирую в NI Multisim 10.
Результат следующий:
1. Если на вход подано 80В, то супрессор открывается и при этом на R1 измеряю 80В. (Ставил пред, но пока он перегорит...)
2. Включаю 80В импульсом ~2мс, на выходе импульс достигает 100В.
Вопрос: что я неправильно делаю?
Спасибо.

з.ы. модель диода по току выбрана не верно, но в симуляторе видимо это не учитывается, т.к. ошибок не выдавалось (мощных в библиотеке почему-то на 18В-22В нет)

Еще промоделировал работу биполярного транзистора.
Почему сопротивление открытого коллектора 620кОм?
Это ошибка симулятора?
Спасибо.


Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 8 2011, 15:22

это не ошибка симулятора. Предохранитель надо бы вставить , он красиво выгорает. А еще лучше все это делать в реале . Как показывает жизнь, к симуляторам надо приступать когда есть некоторый реальный собственный опыт и хотя бы минимальные знания.

Для наводки Вам привожу некоторые картинки. А учебники Вы читали ?

Но ведь предохранитель выгорает не мгновенно (тем более если напряжение будет приложено импульсно)! И за это время все может повыгорать?!

Пишут вот так: "в режиме насыщения (транзистор открыт) сопротивление коллектор - эмиттер транзистора равно не более 1Ом" (Из интернета)

Что супрессор открывается и ток через него достигает 125А это понятно.
По второй картинке - не знаю...

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 8 2011, 18:46

Да, предохранитель на 100 А выгорит позже слабенького стабилитрона.


это неправда. Что за книжка такая модная ?

Для биполярного транзистора более уместен праметр "напряжение насыщения" при каком -то или ином токе коллектора и заранее заданном токе базы. Почитайте Титца и Шенка.

Вот в вашем случае при нулевом токе коллектора модель показывает напряжение насыщения примерно 6 милливольт, а прибор , который подключен в симуляторе "проверяет цепь " током 10 наноампер по умолчанию. Этот мизерный ток не в состоянии изменить напряжение насыщения 2-х переходов транзистора, там текут гораздо более сильные токи из цепи базы. Прибор делит измеренные 6 милливольт на свои 10nA и получает результат в 600 килоом.

в данном примере интернет - это помойка.

Сообщение отредактировал тау - Mar 8 2011, 19:06

Будем считать, что супрессор не выгорает и возьмем пред на 3А. За 2мс импульса в 80В он не выгорает, зато эти 80В попадают на защищаемые цепи...
Просто раньше как-то не задумывался, что вся защита по сути сводится на выгорание преда.

тау, по поводу транзистора, разобрался, спасибо большое. Это у меня со временем забывается инфа, которую раньше получил. Надо записывать...

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 8 2011, 19:18

А что у Вас в схеме делает дроссель? Вы его назначение можете пояснить? или просто так. где-то люди ставили и я поставил какой на глаза попался?
В вашем случае он совершенно бесполезен.

Microwatt, он замедляет наращивание тока в цепи. Дроссель вместе с конденсатором стоит, чтобы за время открытия супрессора в защищаемой цепи были минимальные изменения напряжения.
Супрессор открывается за 1мкс. Таким образом ток за 1мкс вырастет до: (e / L )* dt = ((80В-12В) / 100мкГн) * 1мкс = 680мА
Для изменения напряжения в цепи на 0,1В надо конденсатор на: С = I * dt / dU = 0,68A * 1мкс / 0,1В = 6,8мкФ (я промоделировал с 1мФ).

А вот что делается после открытия супрессора, я не знаю...

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 8 2011, 19:56

Попробуйте заменить его батарейкой на 22В и резистором на 10...20 Ом. По идее должно тоже самое получиться

Вы намекаете, что в цепи будет напряжение 22В?
Но ведь я просимулировал и сделал скриншот (первый пост). Все не так.

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 8 2011, 20:50

Да но у Вас индуктивность идеальная? И импульс достаточной длительности. А значит ток через нее будет расти пока напряжение на нагрузке не сравняется с напряжением импульса, вплоть до бесконечности. Добавьте сопротивление в индуктивность(0.1...1Ом), но даже в этом случае делитель образуемый этими сопротивлениями не уменьшит напряжение импульса в значительной степени. Нужен другой диод, с меньшим активным и диф.сопротивлением.

Сапрессор открывается куда быстрее. Те пару наносекунд за которые он откроется задержит и индуктивность линии.
За те 2 мс, которые Вы заложили в модели и в десять раз больший дроссель существенно ничего не замедлит.
Вообще-то, можно сказать, что дроссели в этом месте ставят не для замедления скорости роста, а для ограничения тока. Если ставят дроссель, то предполагают, что перенапряжения будут ограниченной длительности и ток вообще не нарастет до опасных значений.
После открытия сапрессора начинается соревнование: кто быстрее выгорит - линия, предохранитель, сапрессор? Соревнование, обычно, заканчивается без победителя, поскольку заканчивается кратковременный выброс.
Попробуйте пересчитать так, чтобы дроссель и предохранитель заменить резистором на 1-2 ома. Если уж попадет на высокое напряжение, то какая разница - менять резистор или предохранитель?
А в пределе можно и RC-цепью на входе обойтись. Она поглотит короткие перенапряжения.

По-моему по ГОСТам не менее 10мс допустимы импульсы большой амплитуды в автомобиле.

Вопрос у меня не про ток, а про напряжение. При симуляции 80В присутствуют на выходе.
Вопрос: зачем тогда супрессор? Ну открылся он, ну пошел большой ток, но ведь 80В уже на выходе!!! В чем тогда суть защиты?

А то, что на выходе схемы, не может выгореть?

Что-то я долго редактирую месаги...

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 8 2011, 22:33

Да нет же


Если Вы соберете эту цепь то увидите что сопротивление катушки и диф.сопротивление стабилитрона образуют делитель напряжения. (ну еще можно учесть сопротивление нагрузки, однако не суть важно)
Это к вопросу о том откуда у Вас 80В на нагрузке.
Если же вопрос в том что и где должно сгореть, то Microwatt достаточно подробно расписал.
От себя добавлю, что задача супрессора всетаки поглощать энергию импульса, однако она должна быть чемто ограничена. В Вашей симуляции она ничем по сути не ограничивается: дроссель на таких временах уже не спасает, активного сопротивления в цепи питания (ни в батарейко, ни в дросселе) нетути. Поэтому супрессор тут бессилен.

Образуют делитель. В итоге пусть будет на выходе 50В, но это все равно много.

Сопротивление добавил, результат отрицательный.

И все-таки, в конечном итоге, когда супрессор открыт, на выходе мы имеем большое напряжение. Где-то ошибка или так должно быть?

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Mar 9 2011, 10:01

Другими словами, Вы устроили в модели идеальное короткое замыкание источника помехи бесконечной мощности на сапрессор. Бесконечно большой ток он пропустить не может, источник помехи - идеальный источник напряжения, с нулевым внутренним сопротивлением.
Реальная жизнь тем от модели отличается, что нет в ней идеальных источников токов, напряжений, проводников. Сопротивление подводящих проводов, дорожек, провода кторым намотан дроссель, источника самой помехи существует и далеко не нулевое. Добавьте вместо дросселя 0.1Ома добавьте в сам источник внутреннее сопротивление и поведение модели резко изменится.
А то, что по ГОСТ выбросы до 10мс - пусть будет и 10, но надо же это учитывать, использовать в расчете. Если всплеск длится 10мс, то ток в 100мкГн дросселе нарастет до такой величины, что и не снилось. Тогда явно он бесполезен, не решает поставленной задачи.