Версия для печати темы

Автор: AML Nov 24 2007, 23:19

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 http://electronix.ru/redirect.php?http://index.php?showuser=24634а прозвучало предложение сравнивать все на модельках, а уважаемый http://electronix.ru/redirect.php?http://index.php?showuser=22269 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%29

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.

Автор: AML Nov 25 2007, 10:42

Да простят меня те, кто хорошо знает Micro-Cap за несколько вводных слов для новичков.
Схемы преобразователей достаточно сложны для моделирования по той причине, что в схеме присутствуют процессы с постоянными времени, отличающимися в тысячи раз. Например, коммутационные процессы в ключах могут располагаться в наносекундном диапазоне, а установление стационарного состояния (установление выходного напряжения) может составлять доли секунды. Расчет выхода на режим преобразователя при включении может занимать достаточно много времени. Поэтому для рассмотрения процессов в схеме приходится применять некоторые приемы специальные приемы.

Во-первых, для обеспечения процессов сходимости расчета нужно скорректировать Global Settings (вызываются пиктограммой G на рабочей панели Микрокапа). Иначе весьма вероятно появление сообщения «матрица сингулярна» и остановка расчета. В восьмой и девятой версиях в установках Global Settings есть специальная заготовка – кнопка Power Default, которая меняет некоторые параметры на более оптимальные для расчета именно силовых схем. Но иногда и этого оказывается недостаточно, тогда требования к точности расчета приходится заглублять еще больше. В соседнем топике уважаемый gyrator приводил возможный вариант установки Global Settings для расчета сложных силовых схем. От себя добавлю, что эти установки можно внедрять непосредственно в свой схемный файл. Тогда MicroCap будет использовать установки, записанные в файле, а для остальных файлов будет использовать стандартные. Для этого в текстовую область схемы или прямо на схему надо добавить следующее определение (параметры от gyratorа):
.OPTIONS ACCT LIST OPTS ABSTOL=11uA CHGTOL=11nC DEFL=100u DEFW=100u DIGDRVF=2
+ DIGDRVZ=20K DIGERRDEFAULT=20 DIGERRLIMIT=0 DIGFREQ=10GHz DIGINITSTATE=0
+ DIGIOLVL=2 DIGMNTYMX=2 DIGMNTYSCALE=0.4 DIGOVRDRV=3 DIGTYMXSCALE=1.6 GMIN=1n
+ ITL1=2000 ITL2=500 ITL4=1000 PIVREL=1m PIVTOL=.1p RELTOL=10m SD=2.58 SEED=0
+ TEMP=27 TNOM=27 TRTOL=7 VNTOL=1m WIDTH=80 PRIVATEANALOG PERFORM_M=2 RMIN=1u
+ R_NODE_GND=1e6 LTHRESH=1.5 LONE=3.5 LZERO=.3 METHOD=GEAR
Его можно просто скопировать отсюда и вставить в схему.

Во-вторых, часто бывает нужно посмотреть процессы в ключевых элементах в установившемся режиме. Это делается в два этапа – сначала проводится расчет выхода на режим, в ходе которого происходит установление медленных переходных процессов в схеме, обусловленных реактивностями фильтров и работой обратной связи. А когда эти процессы завершатся (выходное напряжение перестанет меняться во времени) можно будет изменить масштаб расчета и вывести на графики 1-2 такта работы ключевых компонентов или же подробно посмотреть процессы переключения (фронты). Во всех расчетах нужно отключать расчет рабочей точки по постоянному току (Operating Point)

Реализовать изменения масштаба можно двумя способами.
Первый – поставить в установках параметров расчета переходных процессов State Variables режим Leave (а не Zero). При этом каждый последующий запуск анализа будет использовать в качестве начальных условий то, на чем завершился предыдущий. Т.е. если предыдущий анализ ( с большим временем расчета) вывел преобразователь в стационарный режим, то можно поставить время расчета, равное 1-2 периодам коммутации, еще раз запустить расчет и подробно рассмотреть процессы. Кроме того, при таком подробном рассмотрении целесообразно уменьшить максимальный шаг расчетов (задается в установках анализа) для повышения точности отображения процессов.
Режим Leave можно также использовать и для вывода преобразователя на установившейся режим, последовательно несколько раз запуская расчет, пока процессы не установятся.
Обращаю внимание, что предыдущие начальные условия сохраняются только если не закрывать окно анализа. Если закрыть окно анализа (например, для внесения изменений в схему), следующий расчет все равно начнется с нулевых начальных условий и расчет выхода на режим придется повторить. MC9 позволяет корректировать схему без закрытия окна анализа переходных процессов, а MC8 – нет.

Второй способ – сохранить переменные состояния установившегося режима в специальном файле. При последующем расчете эти данные будут использоваться в качестве начальных условий (кроме магнитного состояния сердечника). Этот способ удобен тем, что к анализу установившегося режима можно вернуться в любой момент, закрыв не только окно анализа, но и сам файл.
Для сохранения переменных состояния надо выполнить команду State Variables Editors (или F12), а затем Write… В окне задания параметров анализа в графе State Variables надо поставить Read.
Сохраненные начальные условия можно использовать только при отсутствии изменений в конфигурации схемы (добавления /убирания компонентов). Сами же параметры компонентов менять можно. Поэтому если есть желание посмотреть, что будет в схеме со снабером и без него, удалять снаббер нельзя, но можно поставить значение емкости равным нулю, а сопротивление – очень большим. В результате никакого влияния на работу схемы он не окажет, а сохраненные начальные условия использовать можно.

Автор: AML Nov 25 2007, 15:10

Итак, попробуем промоделировать процессы с схеме флайбека в режиме непрерывных токов. Для начала будем использовать упрощенную модель. В ней коэффициент заполнения жестко задается генератором (обратная связь отсутствует). В качестве силового ключа используется идеализированный ключ с плавным переключением. Паразитные емкости полевого транзистора навешиваются отдельно. Диоды – обобщенная модель с умолчательными параметрами. Входное напряжение – 24 В, выходное – 5В, тактовая частота – 100 кГц, коэффициент заполнения близок к 0,5.
Схема без паразитных емкостей выглядит следующим образом.

Индуктивность рассеяния задана неявным образом через коэффициент связи обмоток сердечника K1. Выход на режим достаточно спокойный (без сильных колебаний). На верхнем графике ток силового ключа, на нижнем – выходное напряжение.

Если после проведения этого расчета сохранить в файле переменные состояния, то дальше можно проводить анализ процессов в установившемся режиме. Укрупнено процессы в ключе выглядят следующим образом.

На верхнем графике – ток (красным) и напряжение (синим) силового ключа. На нижнем графике – мгновенная мощность на ключе (розовым) и выделавшаяся в ключе тепловая энергия (зеленым). Собственно абсолютное значение этой энергии особого интереса не представляет (разве что конечное значение, по которому зная время расчета можно вычислить среднюю рассеиваемую мощность на ключе). Но этот график хорошо иллюстрирует, на каких участках работы ключа происходят потери энергии и при равном времени расчета позволяет оценить влияние параметров схемы на потери в ключе (как на статические, так и на динамические). Линейно нарастающие участки во время открытого состояния ключа обусловлены активными потерями, скачкообразные изменения по фронтам – динамическими потерями.
Фронты тока и напряжения при коммутации выглядят следующим образом


Сама модель в формате MC8 - в прикрепленном файле




Теперь попробуем ввести паразитные параметры – емкости ключа

При этом снизились динамические потери при включении, а при выключении - практически не изменились.

Суммарные потери уменьшились (как это ни странно). Формы фронтов при переключении получаются следующие

Остается добавить снаббер (RCD). Динамические потери в ключе при этом существенно снижаются и начинают превалировать статические потери.


Фронты имеют следующий вид

Красоту картинки омрачает лишь осознание того, что уменьшение потерь в ключе достигнуто ценой потерь в снаббере. Поэтому использование снаббера с пассивным рассеиванием энергии уменьшает коммутационные помехи, обеспечивает более легкий режим переключения транзистора, но не улучшает КПД (а чаще всего – ухудшает).

Автор: tyro Nov 25 2007, 17:32

Начинаю ее переваривать.

Как это сделать практически?
Следующий шаг мне видится в рассмотрении поведения схемы в зависимости от параметров трансформатора (межвитковая емкость ...и любые другие известные бяки) ,сопротивление, индуктивность, емкость? силовых проводов от источника энергии и до нагрузки.
Далее попробовать реальные транзисторы - с p-n переходом и полевым.

Мне, лично, на данный момент времени, более интересно что-то на киловатт и чуть более, при входном напряжении =600 вольт, а выходном 100 - 120 вольт и 1вольт. Догадываюсь, что при такой мощности всякой бяки попрет намного больше. Но этот сиюминутный интерес никак не снижает интереса к выше изложенной Вами программы.
Если все получится, то Вам останется все собрать в кучку и издать новую книгу.

Автор: AML Nov 25 2007, 18:28

Об этом я во "введении" писал, предвидя вопросы


Не, это чуть попозже. Сначала сравнение с идеализировнной моделью в режиме разрывных токов. А потом - все остальное. Усложнять модель с учетом паразитных параметров в принципе можно еще долго. А потом если еще замкнутую систему сделать, ее непрерывную модель по методу усреднения в пространстве состояния с исследованием частотки то получится.... еще один диссер по типу того, что я в в начале 90-х писал (тоже с использованием Микрокапа)

Автор: Прохожий Nov 25 2007, 19:31

Я тоже за. Только одно но. Пусть будет несколько иное название темы - Моделирование импульсных источников. Я, лично, к своему стыду, слабо знаком с Microcap, зато сносно разбираюсь с OrCad-ом и SwithcCad, работал в Proteuse (моделировал свои схемки с микроконтроллерами).
Тем не менее, прошу принять меня в свои ряды. Может быть окажусь полезным, хотя бы на уровне представления моделей.

Автор: AML Nov 25 2007, 20:07

Согласен, поправил.
С ходу вопрос - MicroCap может сохранять схемы в формате Spice. Стоит ли их прикреплять к сообщениям в дополнении к оригинальным? Или от них все равно толку не будет?
Для пробы выкладываю сему в формате Spice, моделирование которой производилось выше.

Автор: gyrator Nov 25 2007, 20:08

SwCAD III специально заточен под ИВЭП и к тому же бесплатный, а "начинка" у него тоже Spiceовская.
Так что, ИМХО, с ним работает бОльшее кол-во философов, да и библиотека
моделей (с учетом папки EXTRA) у него весьма обширная. Поэтому
имеет смысл продублировать "микробулькины" модельки "свечкиными"
для большей доступности и, как Вы предлагаете, убрать из названия темы привязку к одному симулятору.

Автор: tyro Nov 25 2007, 20:39

А как прикрутить эту папку к SwCAD III?
А результаты моделирования разных симуляторов сравнить очень даже интересно, особенно если есть "металл", а не только модель.

Автор: gyrator Nov 25 2007, 20:53

Из симулятора запросить обновление: Tools-->Sync Release и папка прикрутится.
А потом из нее "доставать" модельки в схему обычным образом.

Автор: tyro Nov 25 2007, 21:39

А можно немного поподробней? Внутри папки Extra имеется папка lib, в ней две папки cmp и sym.
В cmp - четыре файла, в sym - еще одна папка extra. В ней много папок хороших и разных. Когда положил первую папку(общую для всех вложенных) Extra в директорию SWCadIII и выполнил обновление Tools-->Sync Release то получил ответ OK , но сами папки в меню выбора компонентов оказались пустыми. Где я ступил?
Где-то видел ссылку на инструкцию по установке, но сама инструкция в хранилище была удалена.

Автор: gyrator Nov 26 2007, 04:37

Я не работаю с этим симулятором, поэтому Вам лучше задать
свой вопрос здесь http://electronix.ru/redirect.php?http://valvol.flyboard.ru/topic36.html
А может найдете и ответ, если почитаете всю ветку.
Самый продвинутый в SwCAD III, это Балбес.
Собственно, благодаря ему и появилась эта папка.



Здесь http://electronix.ru/redirect.php?http://mastercity.ru/vforum/showpost.php?p=556176&postcount=10581
добротная моделька ПА (в SwCAD III) с комментом от Андрон55.
Думаю Вам будет интересно.

Автор: Mc_off Nov 26 2007, 06:25

Мне кажется вы неверно измеряете ток ключа. От этого и "улучшение".

Ток ключа включает в себя и ток через паразитные емкости.

Измерительный резистор нужно включить в "сток" перед паразитными емкостями. Или все паразитные емкости свести не в узел "0", а в узел "7".

Тогда картинка станет реальнее.



Всетаки по методике.

Еще раз предлакаю обдумать такое предложение:

Если мы хотим сравнить режимы работы безотносительно их практической реализации, то нужно исключить все неотносящиеся к "режимам" схемотехнические и параметрические навороты.

Что я имею в виду:
Вот например использование снаббера. В некоторых условиях его использование неоправданно. Приведу пример: я разрабатывал БП с входным напряжением до 250В, выходным - 5В и нагрузкой до 4Вт. Применение снабера отнимало до 0.5Вт мощности, т.е. ухудшало КПД на 10% ! Выбросы на силовом ключе были не более 600В в самых худших условиях. Достаточно было выбрать более высоковольтный транзистор с незначительным ухудшением сопротивления канала...

Дело в том, что потери вне трансформатора можно оценить и даже относительно точно рассчитать имея на руках такие параметры, как:
средний ток ключа за период,
максимальное напряжение на ключе,
скорость переключения,
падение и ток через выпрямитель.

Исходя из этих же параметров принимается решение о применении снабберов, синхронных выпрямителей, драйверов ключа и пр. схемотехнических наворотов, призванных увеличить надежность схемы, снизить потери в каких-то местах, ценой увеличения в других...

Гораздо (для меня) сложнее с потерями в трансформаторе.
Возможно ли при моделировании провести оценку именно этих потерь в зависимости от режима работы преобразователья?

Автор: AML Nov 26 2007, 08:00

Справедливое замечание. Правда, сомневаюсь, что при таком рабочем токе ключа токи перезаряда этих емкостей что-то кардинально изменят. Тем не менее, сейчас промоделирую и выложу результаты. В дальнейшем так и буду делать.

Я считаю, нужно и то, и другое. Думаю, невредно будет посмотреть как основные хараетеристики используемой топологии, так и влияние "наворотов"

Я считаю это нереальным (по крайней мере средствами MicroCap), Потери в сердечнике имеющаяся в наличии модель считает принрципиально неточно (погрешность - сотни процентов). Активное сопротивление обмоток моделируется обыкновенным резистором. Влияние конктруктивных особенностей и эффектов вытеснения и близости - не учитывается. Соответственно, промоделировать более-менее реальные потери в обмотках нельзя.
Именно по этой причине я и считаю, что комплексное сравнение топологий и режимов с далеко идущими выводами на основе исключительно моделирования - пока не реально. По крайней мере, я это сделать не могу. Об этом я уже писал в топике, от которого отпочковался этот.

Автор: wim Nov 26 2007, 09:23

Конструктивные особенности можно учесть в модели. Вот, например, статья на эту тему:
http://electronix.ru/redirect.php?http://ece-www.colorado.edu/~rwe/papers/PESC98.pdf
Проблема в том, что для этого нужен готовый трансформатор (чтоб было чего мерять).
Сейчас, судя по немногим доступным публикациям в IEEE, буржуины используют трёхмерное моделирование эффектов вытеснения и близости и полученное в результате эффективное значение сопротивления обмотки вштрекают в симулятор.

Автор: AML Nov 26 2007, 10:15

Никто не спорит с тем, что создание Spice-модели, учитывающие реальные эффекты в какой-то конкретной конструкции трансформатора принципиально возможна. Речь идет о том, что в Micro-Cap (и, думаю, в других симуляторах общего применения) отсутствуют встроенные средства учета этих эффектов. Сомневаюсь, что кто-то из участников обсуждения возьмется за создание таких моделей хотя бы для наиболее широко применяемых конструкций трансформаторов (хотя, ИМХО, неплохая тема для докторской ). Тем более, что я видел, как коллеги пытались дорабатывать модель Джилса-Аттертона для учета изменения параметров с изменением частоты. В принципе, даже результаты были достигнуты вполне неплохие, но реализовать изменения модели только средствами языка Spice оказалось невозможно. Такое изменение модели могло бы быть выполнено только фирмой-разработчиком симулятора. Однако, за 15 лет с момента возникновения математической реализации такой доработки, успешно работающий на прототипе в Маткаде, в симуляторах она так и не появилась.

Попробовал изменить точку контроля тока. Форма тока на фронтах изменилась весьма существенно. Раньше фактически не учитывался ток перезаряда емкости сток-исток.

Синий график - напрядение на ключе, красный - прежний график тока (фактически - ток через канал, а не ток стока), зеленый - ток стока.
Но несмотря на эти весьма большие отличия в используемой модели активная рассеиваемая мощность на ключе практически не изменилась.

Красный график (старый) к концу каждого периода практически совпадает по величине с новым (зеленым), хотя распределение мощностей в течение периода изменилось (и стало ИМХО не совсем правильным)
При таком способе измерения учет мощности потерь, обусловленных перезарядом паразитной емкости СИ осуществляется на этапе заряда этой емкости, хотя физически эта энергия тратится при разряде. Поэтому мне кажется правильным приводить ток ключа "по новому", а потери в транзисторе "по старому", поскольку эти потери все-таки обусловлены активными потерями в сопротивлении канала.

Автор: wim Nov 26 2007, 10:29

Intusoft утверждает, что их модель сердечника гораздо лучше модели Джилса-Аттертона, даже с доработками.

Автор: AML Nov 26 2007, 11:02

Так я и не утвержраю обратное. Вот только вопрос - в каком из перечисленных симулаторов встроена эта модель и существует ли ее описание на языке Spice.

Автор: AML Nov 26 2007, 12:06

Вчера как раз не успел вывести график, подтверждающий эти слова.

Нижняя группа - графики потери энергии за два периода коммутации. Синий - это потери энергии в ключе без снаббера, зеленый - со снаббером, а красный - суммарные потери в ключе и снаббере. Получается, что даже в низковольтном и не очень маломощном преобразователе снаббер ухудшает КПД (хоть в приведенном примере моделирования весьма незначительно)

Автор: wim Nov 26 2007, 13:35

Если интусофтовский входит в перечисленные, то вот здесь:
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.intusoft.com/
Язык описания - Spice с некоторыми изменениями (кажется, - в наименованиях зависимых источников)

Автор: AML Nov 26 2007, 18:05

Бегло просмотрел доступные спайс-модели индуктивных компонентов - вообще не понял, как там гистререзистные явления моделируются. У меня сложилось впечатление, что сердечник моделируется безгистерезисной кривой, а потери "навешиваются" отдельно. Но могу и ошибаться - подробно не разбирался. А вот учет скин-эффекта там действительно есть.

Начнем, наконец, сравнение работы флая в прерывистом и непрерывном режимах.
Схема - та же, что и раньше, но только добавлен токоизмерительный резистор и уменьшена индуктивность обмоток трансформатора. Коэффициент заполнения - тот же, что и в модели с непрерывном режимом. Выходное напряжение такое же, как и раньше (5В). Сравнивается граничный режим и неперывный режим.

Временные диаграммы токов и напряжений на силовом ключе в непрерывном и граничном режимах с паразитными емкостями, но без снаббера:

Нижняя группа графиков - энергия, рассеивающаяся на силовом ключе.
Из графиков вижно, что помех дает больше преобразователь в непрерывном режиме. Но потери в ключе существенно больше в преобразователе с прерывистом режимом.
Фронты переключения преобразователя в прерывистом режиме имеют следующий вид

С включением все прекрасно, а вот с выключением - не очень. Мгновенная мощность получается весьма значительная (около 500 ВА).
Со снаббером эта мощность падает до приемлемых величин, а суммарные потери практически не возрастают

Малиновый график - мгновенная мощность на ключе, зеленый - энергия, рассеиваемая на транзисторе, красный - суммарная энергия в транзисторе и снаббере.
Получается, что при используемых в модели паразитных параметрах и быстрым выходном диоде потери в ключе в непрерывном режиме заметно меньше.

В прикрепленном файле схема MicroCap и текстовый спайс-файл.

Автор: Mc_off Nov 27 2007, 08:26

У меня есть ощущение (не смог загрузить вашу схему в DesignLab), что у вас в сравниваемых схемах не одинаковое напряжение на выходе или разная мощность нагрузки.

Проверьте плиз еще раз. Должно быть одинаковое напряжение на входе, напряжение на выходе и сопротивление (мощность) нагрузки.

При одинаковой скажности и частоте это приведет к изменению параметров трансформатора.

Автор: AML Nov 27 2007, 10:24

Естественно. Я об этом сразу и написал:

Ведь без изменения параметров трансформатора получить неперерывный режим при прежней частоте и прежней можности невозможно. Поэтому изменены индуктивности обмоток дросселя-трансформатора (или трансформатора флайбека - называйте его как угодно, хотя мое ИМХО прежнее - это впервую очередь дроссель, а лишь потом трансформатор)
Индуктивности обмоток обозначены в явном виде на картинках со схемами моделей.

Напряжение же в обоих случаях одинаково (5В) при нагрузке 1Ом. Я, кстати, потратил достаточно много времени, пока попал на режим, когда на выходе в установившемся режиме строго 5В, а режим токов - граничный.


Продолжение. Посмотрим не граничный, а уже явно прерывистый режим (индуктивность первичной обмотки вдвое меньше граничного значения). Выходное напряжение по прежнему 5В (средний график, чтобы не было сомнений).

Из-за роста амплитуды токов и напрядений имеем существенный рост динамическиз и статических потерь в ключе. Снаббер немного улучшает ситуацию, но не кардинально

Автор: Mc_off Nov 27 2007, 12:44

Да, интересно.

Если вам не сложно можете провести моделирование квазирезонансного режима (когда открывание ключа происходит в момент первго минимума напряжения на стоке).

А вообще как-то странно. Это получается время закрывания очень большое...

Автор: AML Nov 27 2007, 13:10

Пока все промоделированное выше представляет сугубо теоретический интерес. Практических выводов из приведенных результатов моделирования делать нельзя, поскольку не учтены процессы в диоде. Сейчас он считается практически идеальным и явления, про которые писал Прохожий, здесь не наблюдаются. А учет неидеальности диода может изменить получаемые результаты кардинально.
Поэтому я еще раз обращаюсь к уважаемому сообществу с просьбой выложить наименования пп-приборов, которые сейчас на практике используются в подобных схемах. Т.е. мне нужны пары транзистор-диод, которые наиболее часто испольщуются при перечисленных в начале топика случаях. Ну или хотя бы высоковольтную, низковольтную и "среднюю" пары.

Автор: Mc_off Nov 27 2007, 13:36

Если на выходе напряжение не велико, что используются диоды Шотки типа 31DQ05 (IRF).
Для высоких напряжений на выходе применяются ультрафаст диоды типа UF4007.

Типичные транзисторы (кстати есть и модели) можно посмотреть тоже на www.irf.com
Для входного напряжения порядка 250В и мощности преобразователя до 30Вт, я использовал IRFB9N60A.
Вообще я транзистор выбираю индивидуально для каждого случая.
1. Напряжение сток-исток должно быть не меньше напряжения питания плюс выброс, плюс пересчитанное из вторички, плюс запас.
2. Ток - не меньше максимального тока через первичку
3. Надо соблюдать баланс между сопротивлением канала и емкостью затвора. Эти велисины обратно пропорциональны.

Автор: AML Nov 27 2007, 13:58

Mc_off, спасибо за примеры.
Однако, хотелось бы готовых рекомендаций по элементной базе и для других случаев.
Критерии выбора, в принципе, я знаю, но, откровенно говоря, лень лазить и искать - время на это много уйдет. В свое время (когда занимался проектированием) основные компоненты для использования в типовых случаях знал на зубок и справочниками не пользовался. А сейчас не знаю ничего.
Однако предполагаю, что для тех, кто этим занимается сейчас, перечислить наиболее типично используемые компоненты труда не составит (а мне сильно съэкономит время).

Автор: Mc_off Nov 28 2007, 06:53

У меня память короткая, я никак не могу запомнить справочных данных...
мне тоже придется "лазить и искать".

Сейчас времени нет . Смогу где-то на следующе неделе.
Я так понял вы хотите три варианта по мощности и три варианта по напряжениям, т.е. всего 9 вариантов ?

Автор: Прохожий Nov 28 2007, 07:06

Транзистор IRFBE30. Для сетевого случая (800 В, 3 Ом).

С диодом дело хуже. Поскольку используются в основном "китайцы" без всяких моделей.
Вот, что удалось подобрать в "пару" к вышеназванному транзистору из продукции SGS/Thompson - STTH3R06 (3А, 600В, 35 нс):

По параметром сей диод соответствует большинству из применяемых нынче "китайцев".
По поводу оказии с диодом, о которой я упоминал. На модели может не получиться по ряду причин. В реальности все присутствует и выражается в необоснованном нагреве диода.

Автор: AML Nov 28 2007, 07:14

Это в идеале.
Если искать специально для меня (и моделирования) - то не надо. В конце-концов я и сам могу это сделать. Тем более, что все равно придется искать их Spice-модели.
Мне интереснее варианты ключа/диода, с которыми кто-то уже сталкивался на практике и знает их особенности (чтобы прокомментировать достоверность результатов моделирования)

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 07:34

Я так понял, что данная модель трансформатора не учитывает индуктивность рассеяния. А ведь именно энергия, запасенная в ней, и порождает значительные выбросы на силовом ключе при его закрывании.

Автор: wim Nov 28 2007, 07:44

Учитывает - через коэффициент связи трансформатора.

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 07:56

Вообще, да. А коэф. связи не слишком большой? У реального транса, мне думается, он меньше. Выбросы совсем маленькие получились...

Автор: AML Nov 28 2007, 08:15

Возможно. Хотя рассмотренный вариант соотношения вх/вых напряжения 24/5 позволяет сделать трансформатор с достаточно хорошей связью между обмотками.
Тем не менее, влияние индуктивности рассеяния тоже интересно проследить. Следующую серию расчетов сделаю с разносй индуктивнстью рассеяния.

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 08:54

Приложил свой вариант схемы. Выбросы удалось погасить с помощью конденсатора С14, демпфирующая RCD цепь не понадобилась.

Автор: AML Nov 28 2007, 11:45

Выбросы убрались, но я бы не сказал, что режим работы удовлетворительный. При 25Вт нагрузки потери только в ключе составляют 7.5Вт. ИМХО - много (особенно, если учесть, что первичное напряжение 18В)
И при включении ключа там все не слишком хорошо.

Схема модели (чтобы понятно было о чем идет речь)

Автор: wim Nov 28 2007, 12:26

И, кроме того, в импульсе оный конденсатор C14 подаст на диод D1 входное напряжение обратной полярности. В случае сетевого флая это напряжение выпалит и D1, и ШИМ-контроллер, и вообще всё, что сможет.

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 12:50

Представленный преобразователь - это DC/DC (18-80В) -> 5В, 12В. А диод нужно ставить соответствующий. В данном случае это 200-вольтовый BAV23S.

Автор: AML Nov 28 2007, 13:12

Поясните, пожалуйста, из каких соображений выбрана емкость С15 (именно ее перезаряд портит картину процесса включения).
Если так моделируется паразитная емкость обмотки, то 10нФ для 18-вольтового трансформатора на частоте 300 кГц кажется мне очень много.
Если это что-то иное, то поясните что.

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 13:35

Именно паразитная емкость обмотки. Возможно действительно много взял. Трансформатор пока не изготовлен, поэтому измерить нет возможности. А выбросы при выключении пропадают, если в выпрямитель поставить диод. Похоже надо более тщательно подбирать времена переключения синхронника. Считаю, что для данного конкретного преобразователя демпфирование с помощью С14 вместо RCD вполне правомерно.

Автор: AML Nov 28 2007, 13:49

Я тоже пока не вижу существенных минусов такой реализации.
А вот по поводу емкости, мне кажется, что для такого трансформатора она вряд ли будет больше 500-1000 пФ.

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 14:16

Действительно, если С9 поставить 3.8n, то бросков тока при выключении почти нет. А вообще, существует такая вещь, как ir1167 - драйвер синхронного выпрямителя.


Да, скорее всего я здесь перестарался...

Автор: AML Nov 28 2007, 16:35

Причесал немножко схему, которую выложил Yuri Arkhipov. Для удобства исследований добавлен токоизмерительный резистор нулевого сопротивления Ri и сопротивление канала Rs1 в явном виде.
Это сопротивление присутствовало и ранее, но как параметр ключа, что не всегда наглядно.

В схеме выявился интересный момент. Я попробовал промоделировать процесссы в отсутствии демпфирующего конденсатора С14. И вот что получилось.

Верхние графики - ток и напряжения ключа (ток красным, напряжение синим).
Второй график - мгновенная мощность на ключе.
Третий - потери энергии в ключе.
Четвертый - ток через канал транзистора (резистор Rs1)
Колебания напряжения на стоке обусловлены индуктивностью рассеяния (по-моему, она также несколько великовата) и паразитными емкостями ключа. Если посмотреть на график энергии на ключе, видно, что большая часть потерь возникает уже на ЗАКРЫТОМ ключе из-за этих колебаний. По стокозатворной емкости они приподнимают потенциал затвора и транзистор приоткрывается на каждом пичке колебаний. Протекающий ток через канал виден на нижнем графике.
Сигнал с "драйвера" идет через сопротивление 3.3 Ома, что уже оказывается достаточно для того, чтобы транзистор "не слушался" драйвера. Уменьшение этого сопротивления до 1 Ом практически полностью устраняет паразитное приоткрывание и уменьшает потери на ключе почти в 10 раз.

Мне стало интересно, чем вызвана такая сильная зависимость. Оказалось все просто - не корректно заданы параметрвы "драйвера". Генератор формирует импульсы напряжения амплитудой всего 1В, а в параметрах ключа задано, что он полностью отрывается только при 1В (а полностью закрывается при 0). В результате даже малые изнанения напряжения на "затворе" сильно влияли на состояние ключа. Если воднять напряжение генератора до 5В, а порог полного открытия задать 3В, эффект приоткрывания практически не проявляется и при исходных 3.3 Омах по цепи "затвора".

Автор: Yuri Arkhipov Nov 28 2007, 16:59

Очень важное замечание. Спасибо большое. Учту.

Автор: wim Nov 28 2007, 17:21

А стоит ли городить огород с этим C14? Если внимательно посмотреть на схему, то очевидно, что вместе с D1 он образует ту же цепь RCD, разница только в том, что разряжается C14 не через резистор, как положено порядочному демпферу, а через обмотку трансформатора.

Автор: Mc_off Nov 28 2007, 17:46

Если эта энергия уйдет не в тепло, а в нагрузку, то это уже большое приемущество.

Между прочим такое включение снаббера (демфера) можно патентовать (если его еще не запотентовали).

Интересно сообразить какая должна быть оптимальная индуктивность обмотки, к которой подключается С14...

Да, кстати индуктивность рассеяния действительно большевата она обычно составляет единицы процентов от индуктивности первички

Автор: AML Nov 28 2007, 17:55

И у меня такое впечатление. Но в тоже время эта индуктивность - 1% от первичной, что вполне похоже на правду. Думаю такие мощные незатухающие колебания - исключительно из-за идеальности сердечника трансформатора. В реальности он работает как демпфер, активно гася высокочастотные колебвния напряжения (потерями).

Да, обнаружил ошибку у себя в "модернизированной" схеме - резистор Rw1 не в том месте стоит (но на процессы это влияние не оказывает). Тем не менее, поправлю и выложу файл.

Автор: wim Nov 28 2007, 18:02

Увы - в нагрузку она не пойдёт (полярность напряжения не та), а будет банально рассеиваться в виде тепла.

Автор: Mc_off Nov 28 2007, 18:59

На моей практике эти колебания тоже не очень-то затухают. Так что на правду похоже.



А если вот так сделать ?

А обмотку включить так, чтобы ток, протекающий по ней работал для вторички как в схеме forward... слету что-то не соображу.

Автор: AML Nov 28 2007, 20:06

Провел еще раз моделирование по схеме с конденсатором C14, скорректировав паразитную емкость и исправив цепь управления. На первый взгляд, красиво все до необыкновения.

Никаких паразитных звонов (почти), потери в ключе достаточно маленькие (1.6 Вт при 25Вт в нагрузке)
Однако, смущают меня некоторые вещи. Во-первых, процессы переключения достаточно корявые. Похоже, эта схема работает не совсем как снаббер.

Паразитные колебания она убрала, а фронты тока и напряжения не разнесла. В результате потери в ключе оне не уменьшила. И мгновенные значения мощности при переключении весьма большие.


К тому же у меня есть подозрения, что введенная емкость может здорово ухудшить динамику преобразователя.

Посмотрел на скачок выходного напряжения при двухкратном увеличении сопротивления нагрузки - вроде конденсатор не сильно влияет (синеий - без конденсатора, красный - с конденсатором)

Так что, был не прав, судя по всему, с динамикой все нормально.

Прикрепил файл со схемой Микрокап и сохраненными начальными условиями для установившегося режима.

Автор: gyrator Nov 28 2007, 20:28

Позволю себе пополнить коллекцию картинок
http://electronix.ru/redirect.php?http://radikal.ru/F/i035.radikal.ru/0711/49/64ccb9307c98.png.html

Автор: tyro Nov 28 2007, 20:51

Глубоко уважаемые авторы! Если не жалко, то пожалуйста выкладывайте вместе с картинками исходные файлы. Кроме того, что щупать руками приятней чем глазами, еще как говорил классик : "мартышка к старости слаба глазами стала".
Заранее БОЛЬШОЕ СПАСИБО!

Автор: gyrator Nov 29 2007, 04:42

 __________.rar ( 7.63 килобайт ) : 426

Автор: AML Nov 29 2007, 12:15

Мощно. Аж глаза разбегаются

Посмотрел - коэфициент связи явно завышен был.
Для наглядности несколько ихменил схему моделирования. Связь обмоток сделал 100% (коэф. связи K=1), а индуктивность рассеяния ввел в явном виде и, как и обещал, промоделировал прерывистый, краничный и непрерывный режим при индуктивности рассеяния в диапазоне 1-4% индуктивности намагничивания при наличии снеббера и без него. Отключение/включение снаббера проводится изменением емкости с 2р на 2n (чтобы не менялась топология ихемы и не надо дыло заново пересчитывать начальные условия)
Схема моделирования для прирывистого режима:

В ней задан степпинг (изменение с заданным шагом) индуктивности рассеяния Ls в диапазаоне 0.6u - 0.24u (u - обозначает "микро").

Результаты моделирования показывают, что общий вид процессов почти не меняется. Из-за того, что индуктивность намагничивания в этом режиме мала, то мала и индуктивность рассеяния (которая считается в % от индуктивности намагничивания). Энергии в ней запасается немного и она влияет лишь на процессы коммутации (фронты).

Но именно коммутационные процессы существенным образом влияют на потери в ключе, поэтому, несмотря на то, что общие процессы в схеме изменились совсем мало, потери в ключе заметно возрастают с увеличением индуктивности рассеяния (зеленые графики).

Введение снаббера в схему с перывистым режимом существенно уменьшает суммарные потери. Емкость успешно формирует траекторию переключения, заметно снижая потери в ключе, а энергия, запасенная в индуктивности рассеяния мала, поэтому потери в снаббере совсем невелики. Получается сумарный выигрыш.

Хотя только лишь из диаграммы токов и напряжений при выключении это совсем не очевидно.



При работе в граничном режиме (индуктивность намагничивания увеличина с 6мкГ до 12 мкГн) влияние индуктивности рассеяния уже заметна не только на фронтах - появились явно выраженные "звоны" при выключении ключа (снаббера пока нет)

Однако, несмотря на эти "звоны" и рост индуктивности рассеяния, потери в ключе получились в три раза меньше, чем в прерывистом режиме.
Процессы при выключении ключа при 1% и 4% выглядят следующим образом:

Снаббер также уменьшает потери (в смысле, суммарные потери в снаббере и в ключе порлучаются меньше, чем в ключе при отсутствии снаббера). Но этот эффект не так явно выражен, как в прерывистом режиме.

Хотя формы напряжения и тока при выключении ключа в этом случае гораздо красивее



И, наконец, непрерывный режим. Причем, весьма хорошо непрерывный (индуктивность намагничивания в 20 раз больше граничной - 250 мкГн.) Соответственно, индуктивность рассеяния получается 2.5, 5, 7.5 и 10 мкГн.
Такие большие индуктивности рассеяния очень сильно влияют на процессы в схеме.

Однако на первый взгляд, это не приводит к существенному росту потерь.
Думаю, это впечатление обманчиво и вызвано некорректностью расчета потерь. Дело в том, что при больших значениях индуктивности рассеяния подает выходная мощность (напряжение). Это вызвано фактическим сокращением эффективной длительности импульса из-за того, что ток в ключе при коммутации нарастаеи медленно (скорость ограничена индуктивностью рассеивания). При инуктивности рассеяния 10 мкГн и неизменных прочих параметрах выходное напряжение снижается с 5В до 3,3В.
Для корректного сравнения надо было бы подбирать режимы, при которых выходная мощность осталасб бы неизменной (меняя коэфиициент трансформации). Но на это ушло бы много времени и я поленился это делать
Поэтому сравнение с предыдущими результатами возможно только при 1% индуктивности рассеяния, когда выходное напряжение изменилось весьма незначительно (с 5В до 4.8В).


Общий вид процесов при подключении снаббера

Однако для сравнения также можно использовать результаты с минимальной индуктивностью


В отличие от предыдущих схем, включение снаббера резко (в три раза) увеличило суммарные потери. Это вполне объяснимо - индуктивность рассеяния в 20 раз выше, чем в граничном варианте, соответственно, в снаббере рассеивается в 10 раз больше мощности (грубо). Но функцию ограничения мгновенной мощности и уменьшение "звонов" он выполняет успешно. Но за это приходится платить снижением КПД.
Процессы при включении и выключении (индуктивность рассеяния 1% - 2,5 мкГ)


Анализ полученных режимов показывает, что при выбранных допущениях самый эффективный с точки зрения потерь - граничный. Но он весьма требователен к величине сопротивления канала ключа, поскольку активная составляющая потерь весьма велика и при большом попротивлении канала выигрыша в потерях можно не получить.

Непрарывный режим менее требователен к велисине сопротивления канала, но налагает достаточно высокие требования на конструкцию трансформатора - индуктивность рассеяния для эффективной работы не должна превышать 1%.

Хотел бы еще обратить внимание на один момент. Если смотреть мгновенную можность (произведение тока на напряжения) на "стоке" транзистора и на копротивлении "канала" - то получаются радикально разные картинки (малиновый и коричневый график).

С одной тороны, это вполне очевидно - на "стоке" помимо собственно тока канала (а это и есть активная тепловая мощность рассеивания) протекают реактивные токи перезаряда паразинтных ескостей (затвор-сток и сток-исток).
Получается, что вычисленная таким образом мгновенная мощность имеет мало общего с импульсной активной мощностью на ключе, которая как раз-таки опредеяет потери при переключении и ОБР.

В у меня модели рассеиваемая мощность считается как интеграл от активной мощности канала.
Как я уже писал выше, она полностью совпедает с мощностью, вычисленной как интеграл от произведения тока и напряжения на стоке. Поэтому считаю такой подгож првильным.
Но возникает вопрос, как в реальной схеме с МОП-транзистором можно оценить мгновенную активную мощность? Поизведение тока и напряжения стока такой информации, ИМХО, не дает. Произведение тока истока на напряжение стока - тоже. Как практики ее измеряют? (я с полевиками работал очень мало, поэтому своего опыта у меня особе нет - всегда смотрел ток и напряжение стока и не задумывался о емкостных составляющих)

Использованные при расчетаз файлы (в формате mc9) - в прикрепленном архиве
Обращаю внимание, что во все эти файлв внедрена директива установки начальных условий для установившегося режима .IC ......
Поэтому при коррекции файла (изменении названи компонетов или их добавлении) появится соотщение об ошибке (начальные условия для новых компонентов не поределены директивно).
Для коррекции схемы эту внедненную директиву нужно удалить или закомментировать.

Автор: Mc_off Nov 29 2007, 13:35

Что-то меня смущает звон тока в ключе при его выключении. Похоже что он приоткрывается напряжением, просачивающимся через емкость на затвор...

При использовании нормальных драйверов. я такого в реальных схемах ни разу не замечал.

Предлагаю уменьшить емкость сток-затвор и можно параллельно затворовому резистору подключить диод анодом к затвору.

Автор: wim Nov 29 2007, 14:57

Есть другой вариант - для проверки модели можно взять какую-нить апликуху (например, Power Integration), где приводятся параметры (кпд в т.ч.) и для непрерывного и для прерывистого режимов.

Автор: AML Nov 29 2007, 15:12

Специалисты, блин...
Почему меня до сих пор никто носом не ткнет в ошибку в модели. В реальности в МДП-транзисторе обязательно присутствует обратный диод. А в модели его нет. Думаю, именно поэтому токи при выключении не соответствуют реалиям. Сейчас проверю

Проверил. Влияние есть, но не кардинальное.

По поводу колебаний. Это чисто емкостные составляющие при ПОЛНОСТЬЮ ЗАКРЫТОМ канале. Никакие воздействия по затвору на них влияние не оказывает.
Проверить это просто - достаточно посмотреть ток канала (резистора Rkl)
Причем, эти колебательные процессы очень похожи не то, что я видел в действительности (только там они немного диодом порезаны были).

Автор: wim Nov 29 2007, 16:24

Кстати, щас обнаружил книжку (правда, довольно старую) по моделированию импульсных источников питания в PSpice. Ссылку кинул в раздел "Документация".

Автор: Mc_off Nov 30 2007, 19:12

емкость в 500р в моделе ключа - великовата лья такого блока питания.
если всзять IRF7478 (60В, 3.5А, 30мОм), то его емкость затвор-исток = 1740р, а эффективная есмкость выхода (сток-исток) порядка 410р (причем она изменяется в зависимости от напряжения на стоке от 220р до 1590р)

Кстати, а почему не использовать спайсовые модели именно MOSFET транзисторов ? Зачем эта городуля с ключем ?
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.irf.com/product-info/models/ - это ссылка на библиотеку от IRF (правда я не знаю как ее прикрутить к MC9, но знаю как к PSpice 5.0)

Автор: AML Nov 30 2007, 20:56

Использование стандартных Spice-моделей - это будет следующий этап. Я ведь не зря спрашивал, наиболее типичные приборы.
Городьба с ключем помогает глубже понять процессы в схеме и их связь с паразитными параметрами. В спайс-модели паразитными параметрами не очень поварьируешь (можно, но сложнее). И некоторые эффекты не посмотришь. К примеру, в упрощенной модели я могу посмотреть именно ток "канала" отдельно, а емкостные составляющие - отдельно.
К тому же пока идет именно качественное моделирование (а не количественное). Т.е. пока рассматриваются основные принципы работы схемы.

По поводу приведенной по ссылке библиотеки. Она имеет организацию, не слишком удобную для импорта в Микрокап (модель каждого прибора - отдельным файлом). Если нужно подсоединить какой-то конкретный компонент из этой библиотеки - проблем нет. Если всё - то пока не придумал решение (точнее, оно есть, но оно трудоемко).

Кстати, не уверен, что эта библиотека более полная, чем встроенная в MC9. В МС9 только MOS-транзисторов от IRF больше тысячи (1084). А в этой библиотеке всех компонентов (диодов и транзисторов всех типов) 1057.

Автор: AML Dec 7 2007, 11:04

Теперь посмотрим, насколько отличаются результаты при использовании модели с ключем и конденсаторами по сравнению со встроенной Spice-моделью.
Моделируется флайбек в режиме непрерывных токов со снаббером.
Ток и напряжение в ключе

Процесс выключения ключа


Скоько-нибудь серьезной разницы я не вижу. А вот по обеспечению сходимости - разница большая. Схема со Spice-моделью просчитывается с большим трудом. Из сохраненных начальных условий мне ее вообще не удалось заставить работать (несмотря на массу ухищрений), только из продолженных ("матрица сингулярна" и все тут).
Поэтому по-прежнему считаю, что для исследования процессов целесообразно использовать ключевую модель с проверкой на конечном этапе схеме со Spice-моделью ключа.



емкость в 500р в моделе ключа - великовата лья такого блока питания.
если всзять IRF7478 (60В, 3.5А, 30мОм), то его емкость затвор-исток = 1740р, а эффективная есмкость выхода (сток-исток) порядка 410р (причем она изменяется в зависимости от напряжения на стоке от 220р до 1590р)
Судя по всему, для современных транзисторов эа емкость, действительно, великовата.
Попробовал поставить Spice-модель IRF7492 - он больше подходит для данного случая (200В, 3.7А, 79 мОм). С ним результаты другие (емкости у него заметно меньше)

Аналогичные результаты получаются в модели с идеальным ключем и конденсаторами, если емкости затвор-сток и сток-исток поставить по 50пФ

Автор: vs197b Dec 11 2007, 08:44

Не подскажете что все таки лучше для моделирования микрокап или оркад? Просто я в оркаде 10.5 полгода занимаюсь моделированием..и постоянно натыкаюсь на какие то не приятные мелочи..Микрокап не пробовал еще. Стоит с ним работать начинать? Если да то дайте ссылку на дистрибутив и на какие нить ресурсы где можно посмотреть мануалы? или примеры?

Автор: AML Dec 11 2007, 11:13

Лучше - понятие растяжимое и неоднозначное. Что русскому хорошо - немцу смерть.
Думаю, это неизбежно при освоении любой программы. При моделировании в принципе немало "подводных камней". В прочем, как и везде...

Трудно дать совет, не зная задач моделирования. В принципе, пробовать что-то новое никогда не вредно. Хоть я и поклонник Микрокапа, но считаю переход на него с Оркада вряд ли оправданым (впрочем, многое определяется базовыми ровнями знаний по Оркаду и необходимость использования именное его возможностей). С Оркадом я знаком лишь поверхностно, но он мне показался более громоздким и сложным для освоения, чем Микрокап. Но по возможностям он точно не хуже, а почти наверняка лучше. Оркад - более "профессиональный" пакет.
Модели в обоих программах испоьзуются одинаковы и совместимые друг с другом. А кому какая оболочка больше нравится - дело личных пристрастий. Из принципиальных различий - Микрокап не имеет встроенных средств разводки печатных плат.

По поводу ресурсов про Micro-CAP - можно смотреть материалы и скачать руководсво пользователя (на английском) на сайте разработчика - http://electronix.ru/redirect.php?http://www.spectrum-soft.com/index.shtm Тамже можно посмотреть примеры в разделе Newsletters и скачать демоверсию программы (основное ограничение - расчет схем, в которых не более 50 узлов)

На русском есть сайт http://electronix.ru/redirect.php?http://microcap-model.narod.ru/ (я занимаюсь его поддежкой) По МС8 недавно вышла книга (ссылка есть на сайте).
На дистрибутив МС9 ссылки тут - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=35449&st=15

Автор: vs197b Dec 11 2007, 12:39

Спасибо за ответ...будем думать дальше как нам быть..= )

Автор: Vokchap Dec 11 2007, 13:22

Часто бич симулятора - сходимость процесса. ИМХО это хорошо оптимизировано в SIMetrix. По крайней мере, там, где я ломал голову в других спайс - подобных симуляторах, тут решается гладко. Для грубого моделирования ИИП еще более разумно использовать заточенные под это дело симуляторы, сам пользую SIMPLIS.

Автор: AML Dec 11 2007, 15:11

Продолжаем "мучить" флайбек в непрерывном режиме. При выходной мощности 25В и индуктивности рассеяния в 1% от индуктивности намагничивания выбросы на ключе со снаббером составляют 180В при 24В питании. Суммарные потери в ключе и в снаббере - 2,86Вт.

Теперь уменьшим индуктивность рассеяния в 10 раз (0.1% от индуктивности намагничивания).

Естественно, картинки стали красивее. Выброс на ключе уменьшился до 80В, а мощность потерь уменьшилась до 1Вт. Однако получение индуктивности рассеяния в 0.1% от индуктивности намагничивания на мой взгляд является весьма сложной технологической задачей, особенно для сердечников с зазором, имеющим сравнительно невысокую эквивалентную магнитную проницаемость.

Отсюда вывод - для уменьшения динамических потерь надо уменьшать индуктивность намагничивания, т.е. двигаться в сторону прерывистого режима.

Автор: Mc_off Dec 11 2007, 17:33

Можно ли сделать вывод о том, что с точки зрения лучшего КПД (минимизации собственных потерь) лучше не применять непрерывный режим ?

Или это можно утверждать только для конкретных диапазонв мощностей нагрузки?

Автор: AML Dec 11 2007, 17:48

Пока нельзя. Будем дальше исследовать.
Интуитивно кажется, что максимальный выигрыш при переходе в прерывистый режим будет при низких входных напряжениях и малых мощностях.
А вот при достаточно большой мощности и в сетевом преобразователе - не уверен. Мне кажется, там статические потери в ключе могут превысить выигрыш в динамических потерях.

Автор: DL36 Dec 17 2007, 12:44

Хорошая, актуальная тема!


Замечание по поводу моделей. Некоторое время назад (OrCAD 9.7) занимался моделированием мостового инвертора, так вот долго не мог добиться подобия с реальным устройством. Проблема оказалась в том, что встроенные модели, были практически непригодны для моделирования подобных устройств. По крайней мере модели в OrCAD 9.7 не учитывали эффекта плато Миллера. После введения в схему моделей от Ir удалось добиться попадания в 10%, что здорово помогло в дальнейшей работе.

Проверить качество модели можно подав на затвор стабильный ток измеряя при этом напряжение на затворе. В случае хорошей модели видно характерный горизонтальный участок.

Со сходимостью появились проблемы, но картина стала намного реалистичнее.

Еще раз повторюсь хорошая тема, эх лет бы на пять раньше.

Автор: AML Dec 17 2007, 16:15

Вообще-то лет на пятнадцать раньше надо было писать Именно тогда я серьезно занимался моделированием в MicroCAp в рамках исследования путей повышения эффективности источников питания (один из разделов кандидатской).

За замечания по поводу моделей - спасибо. Надо будет тут показать результаты расчетов с разными моделями.

Автор: wim Dec 17 2007, 17:16

Для полноты картины можно сравнить модели полевых транзиторов Level 1 и Level 3, например, IRF с их сайта и из библиотек OrCAD (если, конечно, их можно вштрекнуть в MC).

Автор: AML Dec 17 2007, 18:00

Обычно spice-модели подсоединяются в MC проблем. Исключение - некоторые диалекты Spice (в частности, HSPICE, которые имеют несколько отличный синтаксис и, как следствие, требуют существенно большей возни при их конвертировании в МС.

Автор: DL36 Dec 18 2007, 06:36

Ну тогда на двадцать пять. И вспоминается только фортран и решение дифуравнений методом Эйлера...

Автор: Mc_off Dec 28 2007, 11:56

Понимаю, что это займет уйму времени, но интересно было бы увидеть качественные графики типа:

Зависимость потерь от скважности при различных напряжениях на входе и постояннйо нагрузке.
Причем отдельно для прерывистых токов и непрарывных...

Автор: maximiz Jan 13 2008, 07:02

Неспешно осваиваю SwithcCad.

Каким образом можно задать минимальный "квант времени" transient анализа? Иногда получаются фемтосекунды и время симуляции становится неразумным

Автор: AML Jan 13 2008, 08:01

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)

Автор: maximiz Jan 13 2008, 12:05

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?

Автор: gyrator Jan 13 2008, 12:17

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

Автор: maximiz Jan 13 2008, 13:50

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?

Автор: gyrator Jan 13 2008, 15:39

Вполне возможно. Для меня SwCAD III не основной симулятор, поэтому
лучше спросите у активных пользователей здесь http://electronix.ru/redirect.php?http://valvol.flyboard.ru/topic36.html
или здесь http://electronix.ru/redirect.php?http://mastercity.ru/vforum/showthread.php?t=497&page=125

З.Ы. У меня вот такие настройки

Автор: Прохожий Jan 17 2008, 22:33

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.

Автор: gyrator Jan 18 2008, 04:35

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

Автор: Прохожий Jan 18 2008, 09:30

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.

Автор: wim Jan 18 2008, 15:03

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

Автор: Прохожий Jan 18 2008, 15:33

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?

Автор: AML Jan 18 2008, 16:08

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

http://electronix.ru/redirect.php?http://radikal.ru/F/i029.radikal.ru/0801/c9/f7f72803af90.gif.html

http://electronix.ru/redirect.php?http://radikal.ru/F/i009.radikal.ru/0801/76/aa7a5fad7757.gif.html

Автор: wim Jan 18 2008, 16:14

Самая простая модель оптрона - источник тока, управляемый током с конденсатором на выходе, моделирующим задержку, как вот здесь:
http://electronix.ru/redirect.php?http://powerelectronics.com/mag/Kollman%20and%20Betten%20September%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.

Автор: Прохожий Jan 18 2008, 17:23

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.

Автор: gyrator Jan 19 2008, 15:51

Выкладываю свой вариант схемки

Автор: Прохожий Jan 19 2008, 18:15

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.

Автор: gyrator Jan 19 2008, 19:22

1. Диод D150 обеспечивает разряд к-ра С25 при большом Кзап (чтобы он не "запоминал" сигнал предыдущего такта)
2. R227, 228-ИМХО, это все же R226, -аналог R5,R15 в Вашей схеме. Ограничивают величину тока КЗ.
3.R224 приподнимает потенциал на ISENSE, чтобы разряд емкости С30 не смещал его в минус. Это предотвращает увеличение мин. длительности вых импульсов и задирание вых. напр. при малых токах.
4. Цепочка C30,R218-стандартная цепь компенсации наклона токовой пилы (очень маленькой, при данном способе выявления тока). Обеспечивает устойчивость при Кзап>0,5.
Кстати, параметрический способ ограничения Кзап, при увеличении входного напряжения, и использование "короткого" транса можно применять и в сварочниках. На mastercity, помниться, обсуждались различные варианты реализации ограничения Кзап.
Вот картинка запуска с Вашим трансом:
Кривуля приятней, чем у меня из-за отсутствия в переходном процессе режима непрерывного тока.

Автор: Прохожий Jan 19 2008, 20:04

Спасибо за ответы и картинку.
Индукция в установившемся режиме такая же как и у меня. Многовато, блин. А сердечника из МП60 этого или близкого типоразмера найти не могу. MPP60 тоже никто не возит. С ним все намного красивее.
Что касается сварочника, то мы пробовали это дело на макете. В принципе - работает. Но в серию пускать как-то боязно - малейший сбой в системе и кирдык: транс в насыщении, транзисторы в помойном ведре, клиент в шоке . Там - косой полумост и индийский сердечник из аналога N87.
И вопрос. Что такое mastercity? К сожалению, я не в курсе.



За что и уважаю этот режим. Мороки меньше, да и "звенит" меньше.
И еще один вопрос. Какова средняя рассеиваемая мощность ограничителя X15 в Вашем случае?

Автор: Прохожий Jan 19 2008, 23:06

В догонку.
Вот старт при 36 В.
В верху - напряжение на выходе.
В середине - ток стока транзистора VT4.
В низу - индукция сердечника трансформатора TV1.
[attachment=17191:attachment]

Это старт при 12 В.
Расположение диаграмм такое же.
[attachment=17193:attachment]
Практически апериодический режим получился, видимо, из-за вольт-секунды.

Автор: gyrator Jan 19 2008, 23:19

У меня такое же мнение. Короткий транс можно делать только с контролем тока намагничивания.


Это одна из сварочных тусовок http://electronix.ru/redirect.php?http://mastercity.ru/vforum/showthread.php?t=497&page=127


Хороший вопрос. В моем случае полная ..опа-6Вт. Это пример неграмотного выбора Ктр и напряжения ограничителя. При уменьшении числа витков первички до 26 и увеличении вторички-до 16 (Ктр ка у Вас), получилось 0,6Вт и более приятный вид кривули переходного процесса т.к. исключен режим непрерывного тока. Одновременно уменьшились потери на перемагничивание вследствие снижения dB до 75mT.

Приятная кривуля. Я тоже считаю, что колебания придавила вольт-секундная примочка.

Автор: Прохожий Jan 19 2008, 23:56

Согласен, что схема контроля тока намагничивания Вашего имени попроще вольт-секундной, и отслеживает сам процесс, а не некие косвенные параметры, но все равно - это доп. компоненты, следовательно, снижение надежности.


Спасибо, приму к сведению.


В моем случае весь огород с вольт-секундой как раз работает. И на мой взгляд, именно он обеспечивает плавное нарастание напряжения без колебаний, за счет того, что ограничивает максимальную ширину импульса. Это видно по излому кривой выходного напряжения. Вначале как бы выпуклая экспонента (0... 0.5 мс), затем нечто, напоминающее прямую (0.5 ... 2.5 мс) и потом остальной кусок экспоненты. Т. е. вольт-секунда не дает сердечнику "накопить" чрезмерно большое количество энергии за один такт.

Автор: wim Jan 21 2008, 10:08

Это всё можно проверить в усреднённой модели. Например, вот этой...

Автор: Прохожий Jan 21 2008, 18:36

Спасибо за информацию.
Посмотрел на это все и не понял как это сделать (проверить предположение насчет пилы)?
Нужна книга Кристофера Башо из Тулузы.
Не хватает информации.
1. Непонятно, что такое средняя модель, ее назначение и чем она отличается от обыкновенных моделей?
2. Каким образом на этой модели можно получить АЧХ и ФЧХ моего конеретного устройства?

И вопрос немного не в тему. Может в данном случае следует отказаться от точного моделирования петли ОС, поскольку все равно параметры оптрона, настройки пилы и прочие вещи будут уточняться непосредственно на макете. Может быть на этом же макете и следует окончательно подобрать параметры цепей, корректирующих АЧХ?

Автор: AML Jan 21 2008, 19:03

Прохожий, у меня жена серьезно усредненными моделями занимается. Недавно она готовила описание построения и использования метода усреднения в простанстве состояний для анализа устойчивости источников питания. Фрагменты описания построения непрерывной модели для прямохода я недавно выкладывал на форуме сварочников - http://electronix.ru/redirect.php?http://valvol.flyboard.ru/topic190-45.html
Вот прямая ссылка - http://electronix.ru/redirect.php?http://microcap-model.narod.ru/PDF/Modelling_Aml.pdf
Если надо для обратноходового - могу прислать, хотя там в принципе, все аналогично по подходу, но моделька, естественно, другая получается. Если будут вопросы - пиши, переадресую жене
Да, там в ПДФ есть список литературы, где метод усреднения описан на русском.

Автор: Прохожий Jan 21 2008, 22:26

Спасибо за ссылку. Статья достаточно интересна. Теперь понял для чего нужны средние модели. Пока только пробежал. Постараюсь "съесть" это дело полностью. И с flyback постараюсь разобраться лично.
Тем более, что в материалах, предоставленных уважаемым wim - эта модель присутствует в явном виде. Осталось сопоставить ее с методикой, описанной в предложенной Вами статье.

Небольшой . Беда в том, что я просто любитель, такой же, как и Вы. Моя основная профессия - сменный инженер электроник на крупном производстве. Плюс небольшие "шабашки" по промавтоматике отнюдь не для души и не по теме, а только ради хлеба насущного .
Да и затеянный девайс добить надо бы...

В связи со всем вышеизложенным - вопрос. Можно ли переходить к макетированию устройства? Тем более, что есть мысль сравнить полученные на макете результаты с моделью.

Автор: wim Jan 22 2008, 08:56

Кажется, эту книгу выкладывали на местный ftp, но, если честно, книга слабовата, лучше взять вот эту:
Robert W. Erickson, Dragan Maksimovich "Fundamentals of Power Electronics"
Можно найти, например, вот здесь: http://electronix.ru/redirect.php?http://lord-n.narod.ru/walla.html

На этом макете можно и подобрать, поскольку силовая часть преобразователя в данном случае - система первого порядка. Но могут быть случаи и посложнее, например, преобразователь на TOPswitch - система второго порядка, SEPIC - четвёртого. Подбирать экспериментально для таких электронных кубиков-рубиков зело напряжно.

Автор: Прохожий Jan 22 2008, 09:37

Нашел. Спасибо. Труд достаточно фундаментальный. Найти бы для него время...


Иными словами, UC384X+MOSFET и TOPswitch - это не одно и то же? Даже, если они работают в одном и том же режиме (ПТ или НТ)?

Автор: wim Jan 22 2008, 10:10

В режиме ПТ передаточные характеристики у них похожи.
А в режиме НТ разница очень существенная - TOPswitch это источник напряжения, к выходу которого подключен колебательный контур, нагруженный сопротивлением нагрузки, а UC384X+MOSFET, если используется в режиме управления по току, - это источник тока, подключенный к выходному конденсатору и сопротивлению нагрузки.

Автор: Прохожий Jan 22 2008, 12:38

Понятно. А как же тогда эти девайсы, я имею в виду TOPswitch, работают в смешанном режиме? Когда при низких входных напряжениях НТ а при высоких ПТ?
Причем, я думаю, народ особо не задумывается над цепями ОС.

Автор: Vokchap Jan 22 2008, 13:20

В посте 87 Wim дал статью Коллмана. На рис.7 там нарисован суммарный Боде внутренней открытой петли с усилением 16Дб. Далее фраза: "Since the feedback is unity, the inner loop gain is reduced to near 0 dB at lower frequencies". Отсюда не очень понял, чем обеспечили единичное усиление связки "силовая часть"+"оптрон" (как закрыли эту петлю?) и почему взяли именно единицу. Может кто прояснит? И еще, почему преобразователь на TOPSwitch - это "система второго порядка"? Чем определился порядок?

Автор: wim Jan 22 2008, 13:46

Во всех почти EPR приводят экспериментально снятые АЧХ и ФЧХ, отдельно для ПТ и НТ. Наш народ не заморачивается, поскольку мало кто может купить прибор за несколько килобаксов. А тем, кому сильно надо, приходится по бедности изучать матчасть.


Я понял так, что речь идет о местной петле ООС TL431. На высоких частотах усиление по переменному току TL431 будет определяться отношением резисторов R14/R8, которое примерно равно 1.
Порядок системы определяется степенью полиномов передаточной функции. В случае TOPswitch преобразователь может работать в режиме непрерывных токов - в этом случае в знаменателе передаточной функции будет полином второй степени, обусловленный наличием колебательного контура. Формулы приведены, например, здесь:
http://electronix.ru/redirect.php?http://focus.ti.com/lit/ml/slup071/slup071.pdf

Автор: Vokchap Jan 22 2008, 14:14

Спасибо за статью. Изучу.

Если верно понял из текста, то речь идет про дополнительную петлю, образованную подключением анода оптрона к выходу источника (а не к отдельному стабилизированному напряжению, как на первой схеме). И сам боде на рис.7 нарисован только для связки "силовая часть"+"оптрон" (без участия TL431). АЧХ открытой петли "силовая часть"+"оптрон" имеет полку 10+6=16Дб, потом её "закрыли" и получили полку -1.5Дб (TL431 не участвует). Собственно я не понял ход рассуждений, почему захотели получить в этом месте именно около 0Дб (-1.5) при закрытии и как обеспечили.

Автор: wim Jan 22 2008, 15:06

Да, верно, поторопился с ответом. Действительно, существет же два пути передачи воздействия с выхода источника оптрону.
При "закрытии" получили примерно единичное усиление, потому что у внутренней обратной связи нет усилителя ошибки. Отношение Vo/B равно отношению произведения коэффициентов передачи оптрона и силовой части на это же произведение плюс 1, что в данном случае составило -1,5 дБ.

Автор: Vokchap Jan 22 2008, 16:03

Понял, спасибо.
Засада в том, что частота среза характеристики этой дополнительной петли при закрывании прилично смещается вправо, к тому-же ездит влево-вправо при изменении нагрузки источника (из-за смещения низкочастотного полюса от выходного конденсатора), вобщем не просто это дело красиво скомпенсировать .....

Или обусловленный наличием дополнительного нуля в силовой части?

Автор: wim Jan 22 2008, 16:14

Так в этом и фича. Фактически, автор объясняет, почему на практике используют именно эту схему питания оптрона и почему питание через стабилизатор, например от того же выходного напряжения, будет хуже. За счёт "внутренней" ОС уменьшается влияние разброса параметров оптрона и уменьшается выходной импеданс источника питания. 12 дБ на рис. 9 получаются за счёт смещения характеристики вправо, а завал на верхних частотах - это уже усилитель ошибки на TL431 постарался.

Да вроде бы, не должны ездить - "внутренняя" обратная связь частотонезависимая. Точнее так - будут ездить за счёт силовой части, но, примерно, в тех же пределах.


Дополнительный - то есть в правой комплексной полуплоскости (right half plane zero)? В принципе - да, но, например, у прямоходовых топологий этого несчастья вообще не бывает (как правило), а колебательный контур и, соотвественно, полином второй степени, вполне могут быть.

Автор: Vokchap Jan 22 2008, 16:33

Это понятно, что фитча полезная, я просто хотел сказать, что нужно грамотно учесть сдвиг, т.к. эта сдвинутая частота среза и ноль, введенный ОС TL431 должны в идеале расположиться в одном месте.

Полюс, образованный выходным конденсатором и сопротивлением нагрузки лежит в данном случае на 500Гц, как будет меняться нагрузка, так и он будет смещаться влево-вправо. А ведь он большей частью и определяет частоту среза закрытой внутренней петли, которую нужно максимально близко состыковать с нулём TL431.

Да, это я имел ввиду.

Автор: wim Jan 22 2008, 17:10

Для режима ПТ всё выглядит не так страшно - полюсов всего на единицу больше, чем нулей. Т.е., в перспективе запас устойчивости по фазе уже есть и достаточно скомпенсировать полюс отпрона, что и делает нуль TL431.
Конечно, составлять систему уравнений и линеаризовать их в рабочей точке вручную - занятие утомительное, поэтому автор и предлагает делать это в симуляторе, а непрерывные (усреднённые) модели есть уже готовые.

Автор: Dimochka Feb 25 2008, 06:19

На днях моделировал косой полумост и столкнулся с некоторыми вопросами:

действительно ли индуктивость рассеяния силового транса сокращает коэффициент заполнения?

Если да, то почему в реальных расчетах не участвует индуктивность рассеяния или это лиш "глюк" моделирования? Индуктивность рассеяния я брал 1% от индуктивности намагничивания.

Автор: AML Feb 25 2008, 06:25

Очевидно, что индуктивность рассеяния ограничивает скорость нарастания/спада тока, что ведет к сокращению реального коэфициента заполнения. Эффект особенно заметен при больших токах.

Автор: Dimochka Feb 25 2008, 10:28

Совершенно верно, так и получается. У меня в нагрузке ток 19 А и напряжение 14 В. Стоит понизить ток и все встает на свои места. Похоже чем больше ток нагрузки, тем больше энергии запасается в индуктивности рассеяния (вероятно там участвует и постоянный ток намагничивания) и тем больше времени требуется на размагничивание этой индуктивности.

Автор: Dimochka Mar 1 2008, 06:43

Помогите решить проблему в прямоходовом источнике питания с двумя транзисторами.

По расчету получается что ток намагничивания первичной обмотки имеет одно значение (70мА), а при моделировании получается намного больше. Не пойму в чем проблема?

Если нужно могу выложить и модель схемы.

Автор: AML Mar 1 2008, 08:26

Считаете что можно как-то по-другому посмотреть, что творится в вашей схеме?

Автор: Dimochka Mar 1 2008, 10:18

Вот пожалуйста

и сам файл моделирования  ______________.zip ( 1.27 килобайт ) : 255
.

Автор: sultantiran Mar 21 2008, 23:09

Индуктивность рассеяния - такая же индуктивность, как и любая другая, и соответственно энергия в ней так же запасается, и зависимость от тока аж квадратичная! E=(I^2*L)/2



А как Вы определяете, сколько тока ы первичке составляет ток намагничивания, а сколько ток в нагрузку?

Автор: Пушкарев Михаил Apr 15 2008, 05:43

Предлагаю протестировать модель MC34063A для SwCAD III и высказать свое мнение.

Автор: wim Apr 21 2008, 06:42

Сравнил с одной из двух моделей ON Semiconductor в схеме понижающего преобразователя из даташита. Результаты, собственно, вот, в файле. Старт-ап проходит нормально, по крайней мере, - не показывает всякие чудеса, как в другой модели той же ON. Пульсации выходного напряжения (измеренные) находятся в пределах диапазона, определяемого ESR выходного конденсатора. Зависимости выходного напряжения от входного напряжения и тока нагрузки отличаются от измеренных, однако, неизвестно, как мотороловцы измеряли эти значения (я в обоих случаях брал значение RMS). Порадовало корректное моделирование тока КЗ - для сравнния, в модели ON Semiconductor оный ток в два раза больше измеренного значения.

Автор: Serg_greS Apr 24 2008, 04:51

Подскажите, как подправить модель MC33262 предназначенную для Ispice под LTspice (он-же SwCAD III)
модель: h__p://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC33262%20MODEL.ZIP
насколько я понял там содержится вся схема в файле mc33262.ckt, так вот если оттуда просто вычленить саму модель mc33262, то LTspice ругается: bad <cond> ? <true> : <false> syntax

Автор: Пушкарев Михаил Apr 28 2008, 11:06

Подскажите, как подправить модель MC33262 предназначенную для Ispice под LTspice (он-же SwCAD III)
модель: h__p://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC33262%20MODEL.ZIP
насколько я понял там содержится вся схема в файле mc33262.ckt, так вот если оттуда просто вычленить саму модель mc33262, то LTspice ругается: bad <cond> ? <true> : <false> syntax
[/quote]

Модель MC33262, конвертированная из IsSpice в LTSpice в прикрепленном файле. Сообщите результаты тестирования.

Автор: Пушкарев Михаил Apr 29 2008, 07:42

В выложенной вчера модели ошибки. Новая версия.

Автор: sahka May 2 2008, 20:14

возникло несколько вопросов к авторам данной темы:
1. проверялись ли используемые модели хотя бы на соответствие пдфникам?
2. почему пошли по пути подбора параметров су, а не путем синтезирование передаточной характеристики цепи коррекции (например в SISO TOOL, пакета MATLAB)?

сорри, если проглядел ответы на эти вопросы

Автор: smk Feb 6 2009, 12:15

Вот модель флайбэка, который я собираюсь использовать в перобразовательной части БП. Хочу попробовать изготовить флай с регулируемым выходным напряжением и стабилизацией тока чтоб посмотреть возможно ли это сделать. В любом случае этот флай пригодится даже если с регулировкой толком не получится. Цель такая: частота 150кГц, выходное напряжение 0-50 В, шаг 0,05 В; выходной ток 0-5 А, шаг 5 мА. Если кто что видит - прошу делать замечания, буду благодарен. Схема для МС9 прилагается. Интересуют предложения по диоду D5 в частности.

Автор: Microwatt Feb 7 2009, 02:14

Это 250 ватт? У Вас опыт практического построения флаев какой мощности?
250-ваттник одного, фиксированого выходного напряжения - не рядовая задачка.
Сделать же что-то вроде лабораторного...Ну, в моделях можно все.
Диод D5? По крайней мере, тот что в модели, миллиампер 300 потянет. Туда 20-30 амперник впору ставить.
Демпфер 100кОм? В реале раз в 10 больше потреблять будет.
Про 150 кГц осетра бы тож урезать...Раза в два- три.

Автор: smk Feb 7 2009, 06:46

Практически делал флаи до 85 Вт. А почему 250 одного выыходного и фиксированного - не рядовая задача? Как раз рядовая, думаю. Вот регулирование - точно не рядовая. Никогда регулируемых флаев не делал. Потому интересно.
"Демпфер 100кОм? В реале раз в 10 больше потреблять будет.
Про 150 кГц осетра бы тож урезать...Раза в два- три."
Не уверен, что понял правильно. Переведите, если не трудно. Если есть опыт - какой диод конкретно?

Автор: gyrator Feb 7 2009, 11:04

Совершенно верно, но коллега почему-то не стал моделировать
полноценный ИВЭП, в смысле наличия цепи ОС, а показал игрушку для
добрых студиозусов. Как говаривал персонаж некогда популярного фильма: "Это
не сурьёзно, товарищи..."

Автор: smk Feb 7 2009, 11:22

Не показал потому, что сам не определился окончательно. Предполагается АЦП-МК-выходШИМ-Фильтр 2-го порядка. МК не просимулируеш. То, что изображено - флай, отдающий максимальную мощность.

Автор: gyrator Feb 7 2009, 15:02

Процессор хорошо рулит ИВЭП-ом, но не самим процессом
преобразования энергии, ибо спинной моСк быстрее головного.
Просимулируйте переходные процессы при скачке сети и сбросе-набросе
нагрузки хотя бы с аналоговой цепью ОС.

Автор: smk Feb 7 2009, 15:33

Согласен. Но в фильтре выходного напряжения стоят конденсаторы общей емкостью 4000 мкф. Вопрос в том какое быстродействие реально надо иметь? Самая медленная штука - АЦП. 108 мкс на преобразование, 9260 измерекний в секунду. Есть второй вариант - использовать МК для формирования задающего напряжения, а выходное мерять и "подгонять" задающим. При этом обратная связь и цепь регулирования будут разделены. Возможно так лучше, но тогда надо как-то обеспечивать регулирову малых напряжений. Вероятно понадобится дополнительно дежурное напряжение питания этого регулятора. Вероятно нужно будет и контроллер от него питать... надо подумать.

Автор: nl5 Feb 7 2009, 17:25

Извините за вторжение,
Товарищи создатели импульсных источников и пользователи MicroCap, Tina, LTSpice, PSim и т.п., предлагаю поиграться с симулятором http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com. Он был создан специально для switching supplies, но хорошо работает с чем угодно. Потому что не SPICE. Консультации гарантирую.

Спасибо,
Алексей.

Автор: gyrator Feb 7 2009, 18:09

Покажите результаты моделирования обсуждаемого обратнохода с цепью ОС в режиме работы на импульсную нагрузку. Только после этого, ИМХО, имеет смысл предлагать "поиграться" т.к. сразу будет ясно:-имеет смысл обращать внимание на рекламируемый Вами продукт, или это очередная игрушка для добрых студиозусов которых в сети предостаточно.


Золотые слова. Заодно поищите инфу про достижения в области
разработки и изготовления цифрового контроллера для ИВЭП.

Автор: wim Feb 7 2009, 19:20

Вот тут товарищ утверждает, что уже достиг, и как раз в флайбэке:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=56311&pid=524788&st=45&#entry524788

Автор: nl5 Feb 7 2009, 19:34

С удовольствием. Это как-раз то что мне надо: попытаться показать на реальном примере, как оно работает. А схема где-то в этом посте? Подскажите пожалуйста, что б мне не путаться.

Вообще-то этой программой в течение 15 лет пользовались только профессионалы. Только сейчас пытаюсь предложить студиозусам. С этим могут быть проблемы, но надеюсь на отклики и критику заинтересованный пользователей.

Спасибо,
Алексей.

Автор: gyrator Feb 8 2009, 11:24

Здесь http://electronix.ru/forum/index.php?act=attach&type=post&id=29461 файл модельки от smk в формате MC, а картинки схемки в постах выше. Заодно скажите пожалуйста, какая модель нелинейного сердечника используется в рекламируемом симуляторе и модели
каких ШИМ-контроллеров имеются в библиотеке?

Автор: Прохожий Feb 8 2009, 17:22

На мой взгляд все очень дорого. Сумма в 600 бакинских рублей, ПМСМ, несерьезно, несмотря на то Pspice это или нет.
SwitchCadIII - тоже не PSpice, по большому счету. Однако ж бесплатен.

Автор: gyrator Feb 8 2009, 17:37

Другое его название-LTspice, стало быть, по большому счёту, это все же Spice и
модельки Spice-овские кушает запросто. А вот предлагаемый продукт подавится
подобными модельками и я не уверен, что для него есть большой выбор моделей
как для Spice-овских симуляторов.

Автор: Прохожий Feb 8 2009, 18:10

Все это так, LTSpice спокойно "переваривает" модели разных типов.
Но сами авторы утверждают, что лучше всего дело обстоит именно с родными моделями от Linear Technology.
А они не PSpice. Но сути дела это не меняет.
К стати, вышел http://electronix.ru/redirect.php?http://www.linear.com/designtools/software/ltspice.jsp. Я себе уже скачал.
Хочется сказать, все таки, большое спасибо авторам сего проекта.

Автор: gyrator Feb 8 2009, 18:34

И Балбесу за папку EXTRA.

Автор: Прохожий Feb 8 2009, 18:39

Простите за невежество. Но кто такой Балбес? И где находится папка EXTRA?

Автор: nl5 Feb 8 2009, 18:39

Вот как замечательно: прозвучали главные вопросы (цена и модели), ответ на которые возможно сразу же отсеет многих потенциальных пользователей, и не надо будет зря терять время.

Самый простой насчет цены. Если 20 элементов в схеме устраивает, то это бесплатно. Если надо больше, плюс разные полезные, но не обязательные возможности, то цена может обсуждаться и изменяться с учетом множества факторов (страна, академия, интерес, количество, и т.д.). Цена на сайте основана на возможностях и "ожиданиях" первой волны вполне конкретных покупателей в USA, которая пока вполне счастлива. Пройдет эта волна, скорректирую цены, может быть даже до чисто символических. Отдавать бесплатно всем пока жалко...

Модели. На этот вопрос хорошо бы отвечать не торопясь, убедительно, с примерами. Но формат форума не позволяет, так что как получится.

1). Основная идея и назначение NL - быстрая проверка схемотехнических идей, работоспособности схемы, системы, общей коцепции проекта. Для этого не нужны модели конкретных компонентов, достаточно идеальных ключей, диодов, усилителей, транзисторов (линейный или ключ). Нелинейностей практически нет, а те что есть, могуть быть кусочно-линейными. Я считаю, что время симуляции любой схемы на начальной стадии проекта должно быть сравнимо со временем изменения номинала компонента, а именно 3...5 секунд, иначе клиент (и лично я) начинает нервничать. Поэтомо в NL сделано ВСЁ возможное для максимальной скорости расчета кусочно-линейных схем.

2). Когда схемное решение получено, начинается проработка деталей: конкретные типы компонентов, паразитные C/L, задержки, и т.д. На этом этапе можно переключится на Spice. Если устраивают его модели. Здесь у меня нет личного опыта, поэтому ссылаюсь на коллег (за что купил, за то продаю). Для них главная проблема: отсутствие правильных моделей мощных транзисторов на очень высокой частоте. Поэтому они обмеряют транзистор сами, делают кусочно-линейные ёмкости gs и ds, и продолжают считать в NL.

3) Для тех, кого не устраивают аргументы, приведённые в 2): скоро будет возможность импорта Spice нетлиста, с конвертацией нелинейных моделей в идеальные или кусочно-линейные. Ну это только для тех, кто по разным (хотя вполне понятным) причинам не переносит Spice, или если Spice (тоже по вполне понятным причинам) не переносит схем, созданных ими. Если Spice алгоритмы работают и устраивают, то нет проблем.

Спасибо за внимание. Пробовать и решать вам, а я готов помочь.

Кстати, схему, предложенную для тестирования, я посмотрел, и, естественно, проблема с PWM контроллером (пока нет Spice-импорта). Если есть возможность замениь его "рассыпухой" или формулой, то можно попробовать. Намагничение сердечника может быть смоделировано кусочно-линейной индуктивностью, без гистерезиса.

Спасибо,
Алексей.

Автор: Прохожий Feb 8 2009, 19:32

Встречный вопрос насчет цены. Если можно бесплатно, то зачем платить деньги? Любые? Для этого, ПМСМ, нужны веские основания. С Вашей стороны их не прозвучало.

А почему бы нет. Тем более, если продукт этого заслуживает?

Все вышеперечисленное (идеальные компоненты) в PSpice присутствует в полном объеме, даже скрипты, а при современной стоимости вычислительной техники и считается достаточно быстро.
А если продукт достался "на халяву", то и на скорость можно глаза закрыть.
Я иногда даже поступаю с точностью до наоборот - некоторые программные решения проверяю предварительно в PSpice.

Не знаю, у меня, лично, результаты сходятся иногда с точностью до запятой. Правда, СВЧ транзисторы в PSpice моделировать не доводилось...
P. S. Интересуют вопросы разбора топологии схемы. Переход от NETList к самому процессу расчета. Хотелось бы узнать откуда копать и что при этом надо курить?
Если не секрет, конечно...

Автор: nl5 Feb 8 2009, 20:10

Не понял вопроса. Если насчет LTSpice, то пользуйтесь бесплатно, если он устраивает. Если насчет NL, то бесплатно можно, но не все (с ограниченными возможностями), или не сейчас. У тех, кто покупает (NL), основания видимо есть. Могу у них спросить.


В общем-то, на основную мысль одного параграфа хватило. Попробую сформулировать по-другому: Spice, с точными моделями, предполагается для АНАЛИЗА реальной схемы. NL, с идеальными компонентами, предполагается для СИНТЕЗА (не автоматического, конечно) схемного решения. А в качестве примеров я бы взял схему, выкинул и упростил все, что не влияет фатально на ее функционирование, и показал, что как минимум ПОНЯТЬ, как она работает, и найти оптимальную конфигурацию схемы можно намного быстрее. Если Вы можете делать это с другим симулятором, нет проблем. Жизнь показывает, что могут не все.


См. выше: "Если Вы можете делать это с другим..."


Претензии в основном не на скорость расчета, а на сходимость и точность моделей. Иногда на интефейс и отображение данных (графики), хотя это все очень индивидуальное и дело привычки.


Проблемы не в просто в высокой частоте, а когда компоненты используются на пределе их рабочих задокументированных характерстик, что имеет место быть очень часто. Особенно если эти характеристики отсутствуют в datasheet производителя.



Не совсем понял вопрос. В нетлисте есть номера узлов, это все, что мне надо. Восстанавливать изображение схемы со всеми проводниками я пока не собираюсь, так как таких запросов не было.

Спасибо,
Алексей.

Автор: Прохожий Feb 8 2009, 20:40

Речь не о бесплатности, как таковой. Кроме нее куча других факторов, не менее важных. Лень, например.
К примеру, если освоил какой-то пакет, привык к интерфейсу. Общие параметры устраивают...
Смысл при этом осваивать что-то иное?

Интересно было бы их послушать...

Дык, в том и дело, что PSpice позволяет строить и применять как упрощенные модели, так и любые другие.
Как для анализа, так и для последовательного синтеза, переходя от общего к частному. Хотите примеров. Их есть у меня.
С другой стороны, неких абстрактных схем нет. Взять хотя бы отсутствующий у Вас ШИМ контроллер. Почему бы не сделать некий идеальный...
Частота задается, а ширина импульса меняется в зависимости от некого входного сигнала линейно. Опять же в PSpice это делается достаточно легко.

Меня интересует как осуществляется переход от нетлиста к порядку расчета элементарных моделей.
Опять же интересует проверка нетлиста на допустимость синтаксиса.

Автор: gyrator Feb 8 2009, 20:59

Балбес, это тот, кто добавил в этот симулятор модели наиболее популярных
в силовой электронике ЭРЭ и в частности модельки UC-шек. А папка EXTRA со
всем этим добром находится на его маленьком сайте http://electronix.ru/redirect.php?http://www.forest2.homeip.net/Electronics/



Я так и предполагал. Спасибо за информацию, но такой симулятор "мне и даром не надь"(с).

Автор: Прохожий Feb 8 2009, 21:24

Спасибо.

Автор: nl5 Feb 8 2009, 21:28

Совершенно согласен. Я тоже когда-то активно не хотел переходить с микрософт C++ на борланд. Но жизнь заставила. Теперь доволен...
Кстати, лень - это одна из причин, почему некоторые мои теперешние клиенты сидят на NL и не хотят пробовать LTSpice или PSim, хотя я их очень прошу: хочу, чтобы кто-нибудь посравнивал свои схемки на разных симуляторах. Не хотят, гады... Не попробуете?


Два из них уже на http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/index.php?page=testimonialsна сайте. Постараюсь поспрашивать других на неделе.


Скажу честно: что сейчас умеет делать PSpice, я не знаю. Много лет назад на идеальных диодах он затыкался сразу, особенно если последовательно с диодом есть индуктивность. Ну, наверное они сделали выводы. Так что конкуренты не спят, это да.


ШИМ контроллер я могу сделать хоть сейчас, если будет пользователь, который четко сформулирует требования. Иначе будет слишком много вариантов и параметров, и трудно будет пользоваться. Я разговаривал с друзьями, которые всю жизнь делают ключевые источники, нужен ли им ШИМ, и они сказали, что простенького, типа пилы с компаратором, им не надо, а сложный надо делать самому. Настоящий (по их мнению) контроллер должен уметь, например, менять фазу включения/выключения в зависимости от одной из обратных связей,... и т.д., куча других требований, в которые я не стал вникать, так как этим не занимаюсь. Так что, как только, так сразу. Вам что надо: компаратор с пилой нарастающей, спадающей, с треугольным стгналом, фиксированным или произвольным, со сбросом, или что-то более хитрое? Нет проблем.


Продолжаю не понимать... Что такое порядок расчета моделей? У меня вся схема запихивается в одну матрицу и рассчитывается одновременно. Так как не предполагается рассчитывать много тысяч компонентов, как должен делать Spice, то с памятью нет проблем. Плюс некоторые хитрости.
Проверка синтаксиса, ну так что, проверка да и всё... Я не планирую сильно его проверять, предполагаю, что он написан не ручками, а сгенерирован другой программой. А что, с этим бывают проблемы? Поделитесь, пожалуйста.

А почему вдруг сразу возник вопрос о цене? Не рановато ли? Вы же даже не пробовали еще, может вам это вовсе и не надо. Или платные программы принципиально не рассматриваются? Хорошо, могу предложить так: можете смело пробовать, невзирая на цены. К тому времени, как поймете, нужно ли оно вам, может и цены изменятся. А нет, так договоримся. А на ваших критических замечаниях глядишь, что-нибуди подправлю. В конце концов, я этим столько лет занимаюсь не за деньги, а для удовольствия.

Спасибо,
Алексей.

Автор: nl5 Feb 9 2009, 02:33

Что ж, не судьба. И Вам спасибо!

Автор: nl5 Feb 10 2009, 01:01

Что-то я один сюда пишу... пора заканчивать. Но прежде выполняю обещание. Я провел опрос среди своих клиентов. Опрос был честный: надо было не выбирать из предложенных вариантов, а самому назвать сколько придет в голову причин, почему человек пользуется (и покупает) NL. Никаких подсказок я не давал. Позволю себе привести подробные ответы.

Было опрошено 10 человек, пользующихся NL в течение от 1 года до 15 лет.
Из них:

8 человек некоторое время назад (1,5,10,15 лет) имели проблемы сходимости с PSpice, LTSpice, Tina, Workbench, ICAP. У NL проблем не было, после чего человек привык к NL, и проверять, работают ли другие симуляторы сейчас, уже не хочет/нет времени.

5 человек наряду с NL активно используют другие симуляторы (LTSpice, Tina, PSim, Sonnet, и др.)

3 человека считают интерфейс NL очень удобным, так как он позволяет быстро делать итерации (ввести/изменить схему, изменить параметры), видеть результаты симуляции непосредственно во время расчета, делать паузу и продолжать симуляцию после изменения схемы/параметров, запоминать текущще состояние схемы как начальные условия.

3 человека используют NL для проверки общей схемотехнической идеи (как первое приближение), когда не хочется ограничиваться конкретными моделями/компонентами, имеющимися в наличии (например VCO или PWM), а лучше подходят идеальные функциональные компоненты с точно известными простыми характеристиками. Для этого также важно удобство интерфейса, скорость расчета, и сходимость симуляции с идеальными компонентами, чем, по их мнению, обладает NL.

3 человека запускают NL как внешний симулятор из программы на МатЛабе, изменяя параметры схемы, производя сложные вычисления и строя графики в МатЛабе.

2 человека считают, что NL имеет лучшую сходимость и скорость расчета для большинства рассчитываемых ими схем. Некоторые схемы считаются лучше другими симуляторами.

2 человека не доверяют чужим моделям, так как по их мнению невозможно сделать модель работающую правильно и оптимально во всех возможных применениях. Они используют идеальные компоненты, добавляя неидеальности и паразитные компоненты только там, где считают нужным. По их опыту, другие симуляторы не очень хорошо работают с идеальными компонентами, а так как стандартные модели все равно не используются, то и нужды в других симуляторах нет.

1 человеку нравится, что любые изменения и исправления в программе делаются очень быстро. (Это про меня )

Спасибо.

Автор: wim Feb 10 2009, 09:38

Просто народ хочет разобраться что к чему. Меня вот интересует анализ AC с источниками, заданными нелинейными функциями - сможет ли програма их линеаризовать. Это типичная задача при анализе устойчивости импульсных источников питания.

Автор: nl5 Feb 10 2009, 16:27

В NL есть два метода вычисления частотной характеристики. Первый - стандартный малосигнальный. Находится рабочая точка схемы, все нелинейные элементы линеаризуются в этой точке, и находится АЧХ линейной схемы. Для импульсных схем это не подходит.
Второй метод "Sweep AC Source" - это расчет АЧХ через транзиент, специально для импульсных/ключевых/нелинейных схем. Запускается обычный расчет транзиента, а частота входного синусоидального источника меняется, например, ступеньками с начальной до конечной заданной частоты. На каждой частоте, после того как переходный процесс стабилизируется, вычисляется амплитуда/фаза выхода на этой же частоте (DFT). Естественно, все это делается автоматически, надо только задать несколько параметров.
На http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/sweep_ac.png- пример расчета АЧХ цифрового ФНЧ с тактовой частотой 1 kHz. На нижнем графике - сам процесс: входной сигнал с частотой, изменяющейся от 300 Hz до 1 Hz, и выходной сигнал.
Спасибо.

Автор: wim Feb 10 2009, 16:49

Да, с системой первого порядка программа справилась. Надо бы ей что-нить посложнее дать.

Автор: nl5 Feb 10 2009, 16:55

Давайте! Я бы и сам рад посмотреть, как оно...
Вообще-то, люди считают, но примеров у меня нет.

Автор: Прохожий Feb 10 2009, 17:49

Что-то вроде UC384X и TL494.

Обычно трансляция чего бы то ни было в ту же матрицу - процесс достаточно трудоемкий. Всякие там промежуточные языки, лексические анализы и грамматические разборы и прочая гадость. Хотелось бы вкратце, без секретных подробностей узнать, как это сделано у Вас.
А что касается ручек и и синтаксиса, то могу доложить, что многие ручками прямо в PSpice пишут...

Платность или бесплатность софта - исключительное право автора. На мой взгляд, софт - приложение к железкам, поэтому должен быть бесплатен.
Собираюсь заняться чем-то вроде http://electronix.ru/redirect.php?http://&quot;%20&lt;a%20href=&quot;http://cq.cx/ladder.pl&quot;&quot;%20target=&quot;_blank&quot;&gt;http://cq.cx/ladder.pl&quot;&lt;/a&gt;. В настоящий момент исключительно для души... Пока разбираюсь с исходниками, чтобы вникнуть, как это сделано в этом конкретном случае.

Автор: wim Feb 10 2009, 18:34

Например, передаточная характеристика выход-управление vo(s)/d(s) повышающего преобразователя. Малосигнальная модель здесь:
http://electronix.ru/redirect.php?http://focus.ti.com/lit/an/slva061/slva061.pdf
Для частотного анализа через транзиент надо менять частоту тактового генератора, оставляя при этом постоянным коэффициент заполнения.

Автор: nl5 Feb 10 2009, 19:56

Посмотрю описания. Если все понятно, попробую сделать.



Есть рисунок схемы, реально: массив элементов схемы с координатами ножек и концов линий. Простым перебором всего и вся ищутся ножки компонентов соединенные между собой непосредственно, линиями или метками. Присваиваются уникальные номера узлов: получается нетлист. Если читается спайсовский текст, то он уже и есть нетлист (да, тут-то и нужен "парсинг" текста и разбор, но у меня такой опыт есть). Делается матрица размером N*N, где N - количество узлов. На самом деле не одна, и не буквально N*N, а с некоторыми хитростями (С) для экономии памяти и ускорения счета, что-то вроде "разреженной". Там все просто, даже стыдно вдаваться в детали. Есть вектор токов и напряжений, а матрица - это матрица проводимостей/импедансов. Матрица заполняется исходя из уравнений узловых потенциалов (так вроде называется?). Если что-то переключается, находится установившееся состояние итерациями, а в промежутках делается простое интегрирование методом трапеций. Это ответ на вопрос? Есть, конечно много тонкостей, о которых я не упомянул, если будут конкретные вопросы, с удовольствием отвечу.


NL это не приложение к железке, а приложение к мозгу на этапе, когда железки еще нет, а только "обдумывается". Если мозг ничего не стоит, или просто думать не хочется, то надо платить за NL .


То есть, сделать компилятор из ladder картинки в PIC код? Наверное это похожая задача, только вместо матриц генерируется текст кода...



Отлично. Такая http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost.png? Какие номиналы поставить?
Объясните пожалуйста подробнее какую передаточную характеристику надо считать. Я думал, что обычно тактовая частота не меняется, а есть какое-то внешнее возмущение, например питающего источника. А здесь надо менять частоту ШИМа? Коэффициент заполнения это duty cycle, типа 0.5 или вроде того? Что такое d(s) - deviation чего-то?
Спасибо.

Автор: wim Feb 10 2009, 22:04

Ага, это схема силовой части boostа. Для нее управляющим сигналом является коэффициент заполнения, в общем случае - функция времени, т.е. d(t). Соответственно, в частотной области - d(s). Передаточная функция выход-управления показывает, как изменение коэффициента заполнения влияет на выходное напряжение. Собс-но, это самая сложная часть для частотного анализа импульсного источника питания, поскольку все остальное (усилители, модуляторы) - это обычные аналоговые схемы.
В PSpice это делается так:
- ключевые элементы заменяются непрерывной моделью (там в статье расписано более подробно - путем усреднения на интервале коммутации);
- соответственно, никаких импульсов в схеме уже нет и d(t) - это некий сигнал, его представляют обычно в виде источника напряжения (постоянная часть "DC" соответствует коэффициенту заполнения в заданной рабочей точке, например, 0.5V --> D=0.5, а переменная "AC" - это источник сигнала для частотного анализа);
- далее PSpice линеаризует схему в заданной рабочей точке (определяемой постоянной величиной коэффициента заполнения D) и строит АЧХ-ФЧХ.
В случае NL5 (анализа через транзиент) коэффициент заполнения остается параметром импульсного сигнала, т.е., я так понимаю, для частотного анализа нужно будет менять частоту ШИМ? Но при этом коэффициент заполнения импульсов должен оставаться постоянным, поскольку он определяет рабочую точку (коэффициент преобразования входного напряжения в выходное).
Если это в NL5 реализуемо, то можно попробовать, например, такой вариант: R1=20 мОм, L1=27 мкГн, C1=4000 мкФ, R2=9 мОм, R3=6 Ом, Vin=12 В, D=0.7 (Vo примерно 36 В).

Автор: Прохожий Feb 10 2009, 22:27

При этом подробности в виде реальной эмуляции генераторов, триггеров Шмитта, схемы старта и защиты от перенапряжений можно опустить.
Суть в том, чтобы модели позволяли моделировать работу девайса с ОС по току и по напряжению. Для большинства применений этого достаточно.


Вот аналогии. Не затрагивая GNU движение.
Microchip - MPLAB, ATMEL - AVR Studio, Linear Technology - LTSpice, ONSemiconductor - PSpice модели + методики расчетов в виде Exel файлов, ST - VIPER soft... И т. д. и т. п.

От то ж. Только немного не так.
В общепринятом варианте из LD картинки генерируется псевдокод под архитектуру, оговоренную неким стандартом, но не жестко. Регламентирована только основная канва.
Потенциальный клиент должен иметь право выражаться либо на LD, либо на этом самом псевдокоде. В принципе, представление LD - псевдокод должно переключаться из меню "ВИД".
Далее, оговоренная ранее архитектура, эмулируется в целевом девайсе + добавляется псевдо ОС реального времени, содержащая всякие вкусности в виде отправки и приема команд и данных по одному или нескольким стандартным протоколам, часы, АЦП и прочее в виде простых команд псевдокода или блоков LD.
Ко всему прочему, все это дело должно мониториться так, как у цитируемого автора это сделано в симуляторе, но только на реальном целевом девайсе.
Так, что простым компилятором обойтись не удасться... Но для начала мне необходимо разобраться именно с ним.
Все почему-то рекомендуют построить дерево разбора для LD (на самом деле это не картинки, а закамуфлированный текст), а на его основе уже сделать генератор кода.
Поскольку Ваша и описанная мною задачи чисто внешне похожи, я и интересуюсь Вашей методикой трансляции текста нетлиста в матрицу.
Спасибо в связи с этим за описание Вашего подхода. Если можно то про

поподробнее. Что курить и откуда копать? Пока нашел только http://electronix.ru/redirect.php?http://www.softcraft.ru/translat.shtml Что можете сказать о степени необходимости этого материала?

Автор: nl5 Feb 10 2009, 22:29

Мне кажется (я даже уверен) что меняется не частота ШИМа, а частота девиации коэффициента заполнения, при его постоянном среднем значении. То есть:
duty = duty0 + A*sin(wt)
и w это частота от которой с строится АЧХ. Надо также задать амплитуду девиации А, так как должно быть нелинейно от неё, ну это можно просто проверить. Можно считать ее очень маленькой для начала.
Так что я могу сделать ШИМ как компаратор сравнивающий пилу с напряжением, которое имеет наложенный синус небольшой амплитуды, частота которого меняется. Самое интересное наверное будет, когда частота возмущения является субгармоникой частоты ШИМа.
Сейчас попробую.

Автор: wim Feb 10 2009, 22:43

Точно - так и должно быть. Частоту коммутации можно взять, например, 100 кГц.

Автор: nl5 Feb 10 2009, 23:03

UC3844 очень простая, в NL элементарно делается subcircuit из имеющихся компонентов и подставляется в виде квадратика с 4...8 выводами. Постараюсь вечером сделать.

Отлично, а на что создатель LTSpice сейчас живет? Не платит ли ему случайно LT зарплату? А денежки от продажи железок, надо думать? А кто платит за железки? Не Вы ли?
Я бы тоже так хотел, всё мороки меньше клиентов убеждать . Да видно не дотянул пока...


Да, видно, что задача ой-ё-ёй..., со всеми эмуляциями в железе, ОС, и т.д. В этом я помочь не могу, так как этому не учился, и в общем-то даже с firmware уже совсем давно не работаю. А клепать такие вещи по-любительски "на коленке" как-то не солидно, да и неправильно. Посмотреть материалы по компиляторам, разные основополагающие "первоисточники" и чужие разработки очень полезно, только очень осторожно. По-моему, всегда есть опасность уйти в теоретические дебри, потерять связь с реальностью и вообще способность сделать реальный продукт. Как говорили: "Суха теория, мой друг..." и далее по-тексту. Пардон за лирическое отступление. В общем, не знаю как бы я мог помочь.

Насчет трансляции текста нетлиста, все-таки что имеется в виду: разборка текста, типа "R1 1k 0 5" и понимания, что тут есть что?

Автор: Rst7 Feb 10 2009, 23:08

Вообще, это, конечно, злостный оффтоп, но попробуйте покурить классику жанра по ключевому слову yacc.

Можно начинать прямо отсюда http://electronix.ru/redirect.php?http://ru.wikipedia.org/wiki/Yacc

Автор: nl5 Feb 11 2009, 00:25

Ну вот http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost_1.png, АЧХ 1...100 Hz, сделанная для амплитуды девиации 0.5, 1, и 2. Это амплитуда в вольтах синуса прложенного к компаратору ШИМа, 5V = 50% duty cycle. Пики на 50 Hz и 100 Hz - так как процесс не успевает установиться. Вверху АЧХ внизу фаза.
Похоже на что-то?

Автор: nl5 Feb 11 2009, 06:05

А вот http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/fly50_5.pngот gyratorа (см. выше). Модель UC3844 сделана как SubCircuit и вставлена в схему в виде блока. Схема упрощена, конечно. Резисторы 0.01 Ома, как я понимаю, везде для сходимости стояли? Так я их убрал. По-моему, считает правильно, но лучше скажут знатоки. И что еще с этим можно сделать, тоже.

Если хозяим схемы не возражает, я бы взял ее в качестве Demo-примера.

Спасибо,
Алексей.

Автор: wim Feb 11 2009, 08:24

При частоте коммутации 100 Гц преобразователь работает в режиме разрывных токов дросселя. Стало быть, согласно малосигнальной модели, в передаточной характеристике должен быть один низкочастоный полюс (slva061, с. 18). Поэтому непонятно запаздывание фазы на 180 гр. И еще там должно быть усиление на постоянном токе - примерно 27 раз.
Вообще, интереснее режим непрерывных токов. Предлагаю попробовать с частотой коммутации 100 кГц и посмотреть частотные характеристики примерно до 1/3 частоты коммутации. Малосигнальная характеристка - там же, на с. 16. Должны увидеть двойной комплексно-сопряженный полюс, нуль в левой полуплоскости и нуль в правой полуплоскости.

Автор: nl5 Feb 11 2009, 16:44

Фаза была 180 гр. на DC потому что duty cycle у меня на самом деле уменьшался при увеличении входного AC напряжения. Исправил. Усиления на постоянном токе не было, потому 0.5 duty cycle соответствовал не 0.5В входного AC, а 5В. Сейчас на DC усиление 20 dB. Ну тоже не 27 раз.

Аналитические формулы из SLVA061 я могу явно построить в NL и сравнить с симуляцией.

А вот http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost_2.pngпри D=0.5.
Вы уверены, что все номиналы правильные? Мне очень не нравится вид и амплитуда тока через L1 и пульсации выхода. Это должно быть 100 Гц или 100 кГц?

Автор: wim Feb 11 2009, 17:52

Номиналы правильные, частота должна быть 100 кГц. А здесь ток в дросселе нелинейный, потому что на него существенно влияет падение напряжения на его омическом сопротивлении.
Аналитические выражения не всегда есть в наличии, кроме того, их надо линеаризовывать вручную. boost - это сравнительно простой пример (система второго порядка). А вот, например, SEPIC, даже без учета паразитных элементов (ESR), - это уже четвертого порядка. Идея моделирования как раз в том и состоит, чтобы получить передаточную характеристику "автоматически".
Вот один из вариантов как это делается в PSpice:
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.ee.bgu.ac.il/~pel/pdf-files/jour109.pdf

Автор: gyrator Feb 11 2009, 18:06

А вот картинка симуляции в микробульке
http://electronix.ru/redirect.php?http://radikal.ru/F/s39.radikal.ru/i086/0902/b5/5a5675628f96.jpg.html
Кусочек включения и выход на режим стильбизации.

Автор: nl5 Feb 11 2009, 18:42

Прошу прощения, я по-ошибке делал 100 Гц. Пересчитаю.


А что, осцилляции (на красном графике например) реальные, или артефакт симуляции?

Автор: gyrator Feb 11 2009, 19:10

Вполне. Хотя в реалии их давят RC-демпферами, а кроме того в модельке несколько завышена индуктивность рассеяния первички транса и не учтены потери в сердечнике транса, поэтому паразитный контур имеет высокую добротность.

Автор: nl5 Feb 11 2009, 21:05

Вот http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost_3.png, почти что совпадающая с графиком формулы на стр. 16. (По крайней мере на низкой и высокой частоте. А почему в середине не совпадает - ошибка малосигнальной модели?

И также http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost_4.png. (D=0.2, R=200), в общем похоже (формула на стр. 18)

Автор: wim Feb 11 2009, 22:11

Может где-то ошиблись в формуле? Я вот попробовал скрипт матлаба - все очень похоже на результаты симуляции.
С режимом DCM в принципе тоже понятно - там в модели для простоты убрали ESR конденсатора.

Автор: nl5 Feb 11 2009, 22:42

Понял: была слишком большая амплитуда вх.сигнала (девиация скважности). http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost_5.png (0.01), стало идентично. Подозреваю, что с discontinouos модой была та же проблема. Ну что же, это всего лишь доказательство, что программа правильно использует закон Ома, не более того. И все неправильные результаты симуляции не от того, что симулятор плохой, а симулируется не то, что хотел пользователь.

Автор: wim Feb 12 2009, 06:52

Интересно еще увеличить L раз в десять, чтобы wz2 попал в диапазон исследумых частот. А сколько времени программа считала?

Автор: nl5 Feb 12 2009, 15:34

http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/boost_6.png. 25 точек по частоте, считает 4 минуты, из них ровно половина уходит на 3 низших частоты: 77, 62 и 50 Гц.
Хотя нет, на самом деле я еще сначала прогнал просто транзиент 15 секунд, и запомнил установившееся значение в IC. Так что плюс 15 секунд.

Автор: wim Feb 12 2009, 18:31

Я так понимаю, программа строит АЧХ и ФЧХ по точкам, потом соединяет их линиями. Если отбросить низкие частоты, то сколько можно получить точек на декаду за приемлемое время? Я к тому, что если точек слишком мало, а корни расположены близко по частоте, можно пропустить что-нибудь интересное?
Еще интересный вопрос - а фазовые траектории программа умеет рисовать?
Вот тут примеры применительно к силовой электронике:
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.hamill.co.uk/pdfs/isacipes.pdf
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.hamill.co.uk/pdfs/laccws__.pdf
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.hamill.co.uk/misc/laccws.zip

Автор: nl5 Feb 12 2009, 19:01

http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com/examples/xy.png


Да, по точкам. Можно считать с линейным шагом (постоянным) или логарифмическим по частоте. Кстати, наверное сделаю "лист": список произвольных точек частоты, чтобы мельчить шаг в интересующем диапазоне. Есть и другие варианты, типа Zoom по частоте, когда сначала рассчитывается с крупным шагом, а затем нужный участок с мелким шагом, и все данные объединяются. Это сделано, но закомментировано, чтобы не усложнять интефейс, так как не было запросов.

О времени: если сдвинуть нижнюю частоту вверх на 100 Гц, то уже в два раза быстрее будет. И время очень примерно пропорционально количеству точек по частоте. Если предполагается считать много раз и важно время расчета, то можно много чего соптимизировать в параметрах расчета, в зависимости от того, какая нужна точность: 1%, 5% или 10%, например.

Автор: wim Feb 12 2009, 20:39

А диаграмму бифуркации (все время пытаюсь найти какой-то подвох )?

Автор: nl5 Feb 12 2009, 21:46

А зачем его искать? Если что-то нужно, и пригодится другим, скажите, сделаю. Если это больше никому не надо, то тоже сделаю. Бесполезные вещи у меня уже и так есть (Nichols plot, например. Красивые картинки, но понятия не имею, кому бы оно понадобилось...только большим теоретикам?). Но это уже как договоримся

Автор: wim Feb 13 2009, 09:04

Один из методов моделирования импульсного источника питания - представление его в виде дискретной системы. Судя по публикациям, буржуины этим методом пользуются, поскольку он позволяет, например, предсказать условия появления субгармонических пульсаций в режиме управления по пиковому току. Например, вот здесь:
http://electronix.ru/redirect.php?http://www.ee.bgu.ac.il/~pel/pdf-files/conf45.pdf
Собс-но, почему PSpice не может строить диаграммы бифуркации - он пытается соединить точки линиями, т.е. представить это как процесс, а эти точки, на самом деле, - состояние процесса, например, возможные значения среднего тока дросселя в зависимости от коэффициента заполнения. Т.е., это точечный график.
В принципе, можно строить такие диаграммы в чем-нить матлабо-подобном, но в симуляторе это было бы, конечно, удобнее.

Автор: nl5 Feb 13 2009, 17:08

Красивые картинки! С Бен-Гурион Университетом я уже сталкивался, большие ученые там работают, и похоже, что наших немало.
Но мне кажется, что в симулятор это запихивать не стоит (там Хаоса и своего достаточно ). К тому же у меня одним из преимуществ, по многим отзывам, является простота пользования, и добавление новых возможностей должно быть очень обосновано. Хотя я человек мягкий, и это не всегда получается...
А чем не устраивает Матлаб? Там и программу можно любую написать, и графики красивые построить? А NL из командной строки запускается элементарно, опыт есть. Когда еще не было AC характеристики для импульсных схем, ее считали из Матлаба. Хлопотно, конечно, но работает.

Автор: wim Feb 13 2009, 18:41

Матлаб, во-первых, платная программа. Правда, есть бесплатный "аналог" Freemat, но там не все функции поддерживаются. Во-вторых, в Матлабе разностные уравнения придется составлять вручную - можно ошибиться. Во всяком случае, в схеме ошибиться труднее. Ну и пресловутое time-to-market поджимает - тратить "лишнее" время на еще одну модель, но в другой программе обычно не хочется.
В целом впечатление от NL5 пока что положительное, попробую ей что-нить трудненькое подсунуть.

Автор: nl5 Feb 13 2009, 19:04

Пардон, я об этом не подумал, так как знакомые работают на купленом...Но писать можно не только на Матлабе, а на чем угодно, где есть DOS командная строка, например на C.



Мы наверное о разном говорим. Вот реальный пример. В NL сделана схема test.nl5, и надо посмотреть зависимость среднего значения V(R1) и I(R1) от номинала C1. В Матлабе пишется программа, которая меняет номинал C1 как захочется, для каждого номинала создается скрипт-файл, например script.txt, с таким содержимым:

open test.nl5
C1=1n
log test.csv,С1,V(R1).mean,I(R1).mean
tran
log
exit

Затем Матлаб вызывает DOS-команду:

nl5.exe script.txt

NL5 запускается, открывает схему, меняет C1, вычисляет транзиент, и пишет средние V(R1) и I(R1) в csv файл в виде:

C1,V(R1).mean,I(R1).mean
1e-9,1.2345,6.789

Затем Матлаб открывает этот csv файл и берет вычисленные данные для дальнейшей обработки и построения графиков. Если C1 меняется в простом цикле, то это может делать и сама NL, например:

open test.nl5
log test.csv,С1,V(R1).mean,I(R1).mean
for C1=1n,10n,.1n
tran
log
next
exit

причем транзиент можно продолжать после смены номиналов, а не начинать с нуля, чтобы не ждать опять установления, и т.д....



Вот этого я и добивался

Автор: nl5 Feb 13 2009, 20:24

Перепишите это 10 раз и разошлите своим знакомым, и будет вам счасте

Автор: smk May 16 2009, 12:32

У кого-нибудь есть рабочая в МС9 модель МС33262/МС34262? На сайте ON Semi... скачал, но она к сожалению не работает. Симулятор ругается на выв 0 (реально 6 GND). Помогите!? Спасибо.

Автор: smk May 16 2009, 14:01

Файлик модели

Автор: smk Jun 26 2009, 10:27

А эту моджель как-то можно конвертировать под МС9?

Автор: Пушкарев Михаил Jun 26 2009, 10:54

LTSpice и MicroCap имеют разные версии языка Spice. Но хуже другое. В модели использована функция временной задержки, которая, по-моему, отсутствует в MicroCap. По этой причине модель требует серьезной переработки. А кто мешает моделировать в LTSpice?

Автор: smk Jun 26 2009, 11:13

Скачал LTSpice. А как туда добавить эту модель?

Автор: Пушкарев Михаил Jun 26 2009, 14:54

Следуя примеру.

Автор: gyrator Jun 26 2009, 15:55

В микробульке есть не только задержка, но и возможность вводить в выражение номиналов и лог. выражения ф-цию времени, чего нет в свечке.

Автор: AML Jun 27 2009, 08:27

Есть - http://electronix.ru/redirect.php?http://microcap.forum24.ru/?1-7-0-00000052-000-0-0#003

Автор: nl5 Aug 3 2009, 21:53

Когда-то в этом посте были картинки частотных характеристик импульсных источников, посчитаных на http://electronix.ru/redirect.php?http://nl5.sidelinesoft.com. Хочу сообщить, что в новой версии 1.23 это можно делать значительно проще и быстрее. Так можно считать АЧХ не только источников, но и любых линейных и нелинейных схем: например цифровых фильтров с кодом, написанном на С. Примеры разных схем прилагаются в загрузочном zip-е.

В связи с появившимся "лекарством" (кстати, просроченным: для старой версии), предлагаю желающим "альтернативную медицину" - лицензию на год. Преимущество - можно будет всегда пользоваться последней версией NL, и без возможных "побочных" эффектов. Лицензию можно заказать на сайте: надо пойти в Trial License, заполнить все что надо, а в окне "Licensed To" к обычному имени обладателя лицензии добавить: "Electronix.ru".

И еще раз напоминаю, что для учебных заведений и лабораторий есть постоянная бесплатная сетевая лицензия. Она еще, правда, тестируется, вот и помощь с отладкой заодно будет...

Спасибо,
Алексей.

Автор: wim Aug 4 2009, 13:11

Триальная - хорошо, а бесплатная - лучше. Тут Microchip подсуетился со своей Mindi - они тоже умеют рисовать частотные характеристики в режиме Transient. А еще там можно "зубастые" американские резисторы привести к привычному нам "европейскому" виду. Мелочь, а приятно.

Автор: orthodox Aug 4 2009, 15:36

Госпади, а это еще как-с? (с) Ржевский

Пошел скачивать и смотреть...
На вс случай спасибо за инфу...

Автор: nl5 Aug 4 2009, 23:41

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.

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...

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).

Автор: nl5 Aug 5 2009, 02:45

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.

Автор: gyrator Aug 5 2009, 07:14

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.

Автор: wim Aug 5 2009, 07:36

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.


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.

Автор: orthodox Aug 5 2009, 10:09

Насыщение сердечника как-то можно в ней имитировать?

Автор: dmitrp Aug 5 2009, 10:55

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.

Автор: Огурцов Aug 5 2009, 14:50

Можно я тоже пожалуюсь ? Как чайник ))) Пробовал SwCAD-III, Multisim 10.0.1 и Micro-Cap 9.0.3.0.1 - у всех либо тормоза, либо глюки при изменении номиналов, либо проблемы со сходимостью. Все очень сильно напрягает. Лучше всех пока считает Tina 7.0.80.96. Поставил сегодня NL5 - считает быстро, но с ходу не разобрался, как добавлять-убирать точки для отображения на осциллограмме.

Автор: nl5 Aug 5 2009, 15:42

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.

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.

Автор: Огурцов Aug 5 2009, 16:16

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.

Автор: nl5 Aug 5 2009, 16:21

Да, сетап нужен, учту.
А что значит "Trace list почистил - не помогло"?

Автор: Огурцов Aug 5 2009, 16:36

А то, что при добавлении трейса в список возникает ошибка. И чистка списка ошибки не устраняет. В общем, на этапе раскрутки я бы не заморачивался дополнительными лицензионными ограничениями. Пока прога пишется, весьма полезно, чтобы она была без каких-либо ограничений - меньше глюков.

Автор: nl5 Aug 5 2009, 16:54

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.

Автор: Огурцов Aug 5 2009, 16:59

Ответил

Автор: nl5 Aug 5 2009, 17:50

Разобрались.

Автор: orthodox Aug 5 2009, 19:56

Ну, может это я так заморочился..
Однако без этого силовое моделировать только частично и в общем можно...

Автор: nl5 Aug 5 2009, 20:05

На самом деле моделирование насыщения мне лично очень интересно, а точнее - моделирование гистерезиса. Я на своей основной работе с этим сталкивался (даже патент зафайлили по методу компенсации гистерезиса), и применительно к сердечникам немного пытался разбираться. Но пока еще нет ясного понимания и красивой модели, как это делать. Когда созрею - обязательно сделаю. Опять же: главный двигатель прогресса - клиент. Будет спрос, будет и стимул

ХОТЯ ПОСТОЙТЕ! Если нужен не гистерезис, а просто насыщение, так это есть! Надо же, как меня сбила с толку эмоциональная беседа... Кусочно-линейная индуктивность называется. Надо будет поставить примерчик в examples, чтобы ссылаться.

Автор: wim Aug 5 2009, 20:50

Так Intusoft уже сделала описательную модель нелинейной индуктивности. У вышеупомянутого Бен-Якова тоже есть статьи на эту тему.

Автор: nl5 Aug 5 2009, 21:09

Я не понимаю, это Вы все таки о гистерезисе, или просто нелинейной индуктивности? Если просто нелинейной, то зачем статьи, разве просто нелинейная индуктивность это не "очень просто"? И естественно, нелинейная индуктивность (а также резистор, конденсатор, и прочие мемристоры) должны быть в любом уважающем себя симуляторе, даже если он не совсем нелинейный, а всего лишь кусочно-линейный, как NL.

Автор: orthodox Aug 5 2009, 21:17

Тоже надо, но гистерезис есть к примеру в микрокапе, давно.
И вроде как нормально , хотя и не без условностей.
Витки там начинают по другому считаться когда сердечник вводишь.

А важнее всего - имитация реальных стандартных сердечников.
Это народ любит... Работы по обмерам немеряно (пр.за каламбур) - но оно того стоит...
Подсказка - производители охотно помогают, я думаю, потому что на чьем моделируют - того и закладывают в изделие.

Автор: wim Aug 5 2009, 22:10

О гистерезисе.


Это если производители промеж себя договорятся. А то ведь у них материал и габариты сердечников достаточно хорошо коррелируют - кто-нить один сделает модель, а остальные будут пользоваться на халяву.
Вроде бы Magnetics предоставляет параметры сердечников для нелинейной модели с гистерезисом. Но всем или нет - не знаю, не интересовался.

Автор: dmitrp Aug 6 2009, 05:36

В Orcade есть модель нелинейного сердечника. Можно трансформатор на феррите посчитать. И библиотека есть специальная в Orcade по магнитным материалам. Только считает долго и вроде нормально рассеяние трансформатора считать не умеет. Кроме того, там есть редактор моделей, где можно создать модель сердечника из справочных данных.

Автор: nl5 Aug 6 2009, 06:56

просветите плз, SwCAD и LTSpice это одно и то же или нет?

Автор: dmitrp Aug 6 2009, 07:10

Вроде да.

Автор: orthodox Aug 6 2009, 15:10

А надо с условием, что вместе с типом будет имя фирмы высвечиваться...
Нормально Еще неизвестно, кто кому должен будет шутка ...

Психология- штука тонкая, если чего не сложится у человека - все равно будет думать -
надо было не подобный сердечник брать, а именно той фирмы

Автор: stells Oct 14 2010, 07:52

где-бы найти модель ncp101x для LTSpice?

Автор: Пушкарев Михаил Oct 14 2010, 08:10

Можно попытаться скорректировать модель для OrCad, которая есть на сайте ONSemi.

Автор: stells Oct 18 2010, 05:14

если б я знал, как это делать

Автор: MegaElektronik Feb 10 2011, 16:21

Извините что не совсем по теме, но про MicroCap.
Вот есть моделька MLT04 от Analog Device (перемножитель).
У него 14 ног, а тут 6. Еще у него ноги подписаны цифрами непонятными... и фиг поймешь где что...
Это как нибудь узнать можно?

Автор: yakub_EZ Feb 11 2011, 09:23

Это можно понять по тексту в модели. В самом заголовке. У вас 9 MC? Лишние ноги в нем не изображают. Модель перед применением лучше бегло прочитать, иногда в текстовике пишут примечания, ну или убедиться что она проста или по каким то причинам не подходит под глубину вашей задачи

Автор: haker_fox Oct 4 2017, 00:54

Не думаю, что попаду под наказание от модераторов за поднятие темы 6 летней давности, ведь всё-таки она специфична, и создавать новую такую нет смысла

Итак, я всё-таки решил наконец освоить более серьёзные, чем buck/bust/invert-преобразователи по даташитам. И решил начать с самой незамысловатой топологии - флайбак в режиме прерывистых токов. Изучал книгу Семёнова около трёх недель. Понял в целом как работает флай. Вспомнил немного физику про магнитное поле и катушки индуктивности. Решил сначала помоделировать в spice, чтобы глубже разобраться в процессах, происходящех в преобразователе. Как ни странно, но чтение ещё дополнительных двух книг (Р. Мэк и Г. Браун) не разрешило мои некоторые непонимания.

Вот требования к источнику:
1. Входное напряжение 10 - 15 В.
2. Выходы 1, 2, 3: +5 В, 1.5 А. Гальваноразвязка со входом не нужна.
3. Выход 4: +18 В, 0.15 А. Гальваноразвязка не нужна.

Частоту преобразования выбрал 50 кГц. Т.к. мотать буду на колечке МП-140, коих у меня есть небольшой запас. Среда моделирования - microcap 11. Картинки с изображением схемы, диаграмм токов и выходных напряжений прилагаю. Также в арихве добавлена модель.

Забегая вперёд скажу, что смоделировал флай с UC3843. Но модельку приложу идеальную, т.е. просто ключ, и генератор. Т.к. сути это не меняет.

Какие появились вопросы:
1. Если делать выходы меньше входа, т.е. оставить три выхода по 5 В, то флай работает в модели удовлетворительно. Т.е. выходные напряжения примерно 5 В, расчётную нарузку держат. Но как только добавляешь повышающий выход (18В), как творится что-то странное: ток в обмотке (генерящей 18 В) не прерывается (обведено синим), когда ключ открыт, а ток первички достигает огромных величин (в модели до 57 А). Мне непонятно, то ли это симулятор ошибается,то ли флай с повышающими и понижающими выходами сделать нереально. В книгах об этом ничего не нашёл. Что я не учитываю?
2. Если сделать скажем только выходы меньше входа, но на разные мощности (например 5 В, 1.5 А; 3.3 В, 0.5 А; 7 В, 1 А), то добиться таких напряжений при номинальной нагрузке не получается. Можно получить, к примеру 5В, 4 В и 8.5 В. Это нормально?

Заранее скажу, что знаю современную тенденцию получать каждое напряжение отдельным dc-dc преобрвазотелем. Но я хочу разобраться именно с флаем)))

Спасибо!

Автор: Plain Oct 4 2017, 01:09

Преобразователь обратноходовый означает, что во вторичной цепи ток на обратном ходу, а у Вас он там на прямом — очевидно потому, что Вы по неизвестной причине поставили безымянные диоды Шоттки, не иначе надеясь, что они по этой причине идеальные и держат хоть гигавольт.

Автор: haker_fox Oct 4 2017, 02:13

Домысливать за меня не надо. Я ни на что не надеюсь. И совершенно не считаю, что компоненты в симуляторе - идеальные. Диоды 1N5822, 40 В, 3 А. Но вы правы - именно сейчас я понял, что на этой "высоковольтной" обмотке, на прямом ходе будет большое обратное напряжение. Я поставил ради интереса Шоттки с обратным 150 В, и прямой ход исчез. Напряжения стали адекватными. Я его (прямой ход) и раньше заметил, но засомневался. Думал, что флай с повышающим напряжением имеет особенности. Собственно поэтому и задал вопрос! Спасибо!!!

Следующий вопрос: на диаграммах токов видно, что ток первички начинается не с нуля, а токи вторичек - не доходят до нуля. Так не должно быть? Или это нормально? С другой стороны режим прерывистых токов выполняется.

Автор: Plain Oct 4 2017, 02:40

Это режим, когда сумма токов всех обмоток периодически становится нулём, и его сейчас однозначно нет.

Автор: haker_fox Oct 4 2017, 07:53

Вот пока этого добиться я и не могу Считаю индуктивности по Р. Мэку, М. Брауну, Семёнову и Д. Макашову (думаю, тут его статью многие знают). Даже сам рассуждениями вывел формулы. Чуть-чуть, но токи остаются ненулевыми...

Я ведь правильно рассуждаю: если закачали X Джоулей в сердечник первичной обмоткой, то X (ну чуть меньше из-за потерь) мы и обязаны потребить вторичными обмотками? А что будет, если не всю энергию потребили? А если запросили больше, чем есть?

Автор: wim Oct 4 2017, 08:22

Вам нужно забыть радиолюбительскую мифологию про "ужасный" режим непрерывных токов. Обратноходовые трансформаторы, рассчитанные на режим непрерывных токов, выпускаются серийно огромными тиражами и нормально работают. Сосредоточьтесь лучше на магнитной индукции в сердечнике и потерях в трансформаторе.

Автор: haker_fox Oct 4 2017, 10:13

Почему радиолюбительская? Тот же Р. Мэк пишет, что проще. А потом, почему вы рекомендуете режим непрерывных токов?

Автор: wim Oct 4 2017, 10:55

На велосипеде ездить проще, чем на автомобиле, но это не означает, что на автомобиле нельзя ездить. Если Вы знакомы с ТОЭ, гуглите "right half plane zero" - это основная причина, почему режим прерывистых токов проще. Радиолюбители в основной своей массе с ТОЭ не знакомы, поэтому теорию подменяют мифологией.

Я рекомендую на старте не зацикливаться на выборе режима. Если нет особых требований к источнику питания, лучше подумать о том, как минимизировать потери. Минимальные потери на вихревые токи в обмотках получаются, когда все обмотки уложены в целое число слоев - иногда при этом режим работы трансформатора оформится "сам собой".
В Вашем случае особые требования как бы есть - это несколько выходов, которые Вы, вероятно, хотите стабилизировать. В режиме непрерывных токов выходные напряжения меньше зависят от распределения нагрузок по выходам. Но это, опять-таки, не строгое требование, потому что неизвестно, какая точность нужна.

Автор: Plain Oct 4 2017, 11:19

Нам неведомо, что за формулы, но для всех импульсных преобразователей сперва требуется определиться с тактовой частотой, затем с ёмкостью переносчика энергии, после чего можно будет посчитать требуемую скорость передачи этой энергии этому переносчику и обратно, исходя из требуемого режима, то бишь, его полного или неполного опустошения. Энергоёмкость дросселя определяется объёмом его зазора, ну а скорость перемещения энергии — индуктивностью.