Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Частотно зависимые модели
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation
izrp
Не секрет, что реальные радиокомпоненты, которые мы впаиваем в свои схемы, отличаются от идельных.
Например, у всех конденсаторов потери увеличиваются с ростом частоты и есть паразитная индуктивность(начиная с определённой частоты, часто меньшей чем нам думается, конденсатор превращается в индуктивность). Ещё пример - эквивалентная схема дросселя в схеме будет замысловато и, разумеется, нелинейно изменяться с ростом частоты - сказывается частотная зависимость эффекта вытеснения тока из проводника и свойства феррита.

Поэтому такие вопросы для опытных электронщиков:

1. Есть ли такие системы моделирования, которые поддерживают ввод графиков зависимости ESR, C, R, L от частоты в соответствующие модели?

2. Как получить эти частотные зависимости? RLC измерители работают часто на фиксированных и относительно низких частотах(1кГц, 10кГц). Прибор http://www.eliks.ru/news/index.php?news=23290
представляют как новинку по цене свыше 200т.р., и то он только до 5Мгц измеряет(Есть у кого нибудь подобный прибор? Какие отзывы?). А, например, от банального сетевого фильтра нормируется подавление помех от 0.15 до 30Мгц. Неужели всё так плохо по части инструментального снятия частотных характеристик компонентов?

3. Это мне показалось или на самом деле даже авторитетные производители, вроде www.murata.com, стесняются выкладывают искомые частотные характеристики, например, конденсаторов? Вот всё что они выложили из http://www.murata.com/products/capacitor/t...data/index.html - капля в море. А по нашим К73-17 так вообще в интернете не нашёл каких либо даже общих графиков частотных данных.

Так что мы видим в наших программах моделирования c идеальными компонентами?(не имеется ввиду анализ на постоянном токе)
_Pasha
Цитата(izrp @ Dec 24 2009, 12:48) *
1. Есть ли такие системы моделирования, которые поддерживают ввод графиков зависимости ESR, C, R, L от частоты в соответствующие модели?

SWCAD aka LTspiceIV имеет библиотеки моделей сабжевых RCL по данным производителя. Иначе - нетехнологично. Однако, там не все пока есть по электролитам (*400 вольт нету)
Эквив. схема дросселя - это ужЕ .subckt
тау
Разработчики все время будут недовольны существующими моделями и будут норовить их усложнять.
Даже для резистора. wink.gif

Нет предела совершенству моделей
yakub_EZ
Цитата(тау @ Dec 24 2009, 13:21) *
Нет предела совершенству моделей


Есть ли такие модели для чип конденсаторов с измереным и расчетным?
V_G
1. Murata для чип-индуктивностей нормирует частоту собственного резонанса, этого достаточно в большинстве случаев.
2. Индуктивность чип-конденсаторов исчезающе мала и будет проявляться на гигагерцах. А потери (тангенс угла) определяются типом диэлектрика (NPO,X7R,Y5V,Z... забыл) и тоже нормируются и общеизвестны
3. Про индуктивность чип-резисторов можно сказать то же, предельные частоты также можно найти в литературе. Есть СВЧ-резисторы (их не применял, правда, но где-то в прайсах встречал)
тау
Цитата(yakub_EZ @ Dec 29 2009, 10:12) *
Есть ли такие модели для чип конденсаторов с измереным и расчетным?

http://www.atceramics.com/designsupport/index.asp#multilayer
serega_sh____
Кстати у мураты на КАЖДЫЙ конденсатор выложена модель параметров.
Например тут
И мы проверяли очень сходятся с реальными. Больше проблем у нас с технологами и монтажницами и различными термоударами.

А про чип резисторы - в частотном диапазоне до 2ГГц можно даже не запариваться, то что наприсано то и есть, ну конечно с учетом допуска. А вот на частотах до 10ГГц появляется не значительная индуктивность.

На наши советские ЭРИ нет смысла делать какие либо модели (это чисто мое мнение), потому что качество и количество желает быть лучшим.

Вам какие параметры и каких элементов нужны? Может смогу чем помочь.
izrp
Для примера рассмотрим конденсатор, пусть К73-17.
В его эквивалентной схеме замещения все идеальные элементы изменяются с частотой и напряжением. Вопросы с учётом этого:
1. Как снять частотнозависимые характеристики реального конденсатора?
2. Как затем полученные данные ввести в модель(в какую?) реального конденсатора?

А иначе без всего этого мы занимаемся студенческим(читай несерьёзным) моделированием без реальной правды.
serega_sh____
Немного непонял Вашей мысли
- Вы хотите измерить параметры реального ЭРИ?
- Вы хотите составить модель?
- какую модель вы хотите получить? (S-параметры, SPICE - модель или может какую нибудь другую).
- Цель данной работы
- Вы хотите чтобы я составил для Вас реальныу модель?

Кстати видов моделей может быть бесконечное количество - например S-параметры конденсаторов мурата приводит для 2-х схем измерения - последовательную и паралельную. А видов и подвидов SPICE моделей конденсаторов я боюсь и представить, каждый конструктор сам выбирает какую модель он использует в моделировании (если Вам интересно могу выслать как минимум 10 моделей электролитических конденсаторов для разных случаев жизни. И каждая с некоторой точностью позволит Вам моделировать реальный элемент). Ну если конструктор считает что точность модели используемой для расчета слижком груба конструктор её уточнит, что в свою очередь некоторым образом увеличит время моделирования.
Я могу Вам помочь с измерением реальных ЭРИ потому, что у меня есть измерительные приборы почти на любой диапазон частот, могу сделать подключающее устройство (если не сложное). Если пошарить по складу (или кладбищу) наверно могу найти несколько опытных образцов конденсаторов, резисторов или катушек. Но есть небольшая заморочка - что конкретно Вы хотите, я не понимаю. (Схема измерения, параметр, какой результат, на что обращать внимание, почему мне должно быть интересно измерять какой нибудь конденсатор выкушеный с кладбища измерительных приборов)
И еще: из S-параметров я не умею превращать в SPICE модели.

На Ваши вопросы:
1. Есть измерительный прибор E7-20, LCR-819 и т.д.
2. Ну это надо Ваш симулятор смотреть, там должна быть такая опция как подключение внешней библиотеки элементов.
V_G
Согласен с предыдущим оратором: непонятно, что нужно топикстартеру?
В реальной жизни точные, подробные модели пассивных компонентов, отсутствующие в общем доступе, нужны крайне редко. Большинство этих деталей выпускается с 10, в лучшем случае 5% отклонением от номинала, а в реальных схемах (за исключением измерительной техники, резонансных цепей и еще не очень многих приложений) достаточна точность 20%, а зачастую и более грубая. К чему там подробные модели, меняющие параметры на единицы процентов, и зачем ставить вопрос предельно широко - про ВСЕ пассивные компоненты?

В частности, если вопрос задан в ветке про силовые устройства, то можно напрочь отбросить все разговоры про гигагерцы, и задача существенно изменяется.
izrp
Я пользуюсь микро капом с его типовыми идеальными спайс моделями. Конденсатор взят для примера. У меня нет новостей о последних разработках по части возможностей спайс моделей. Отсюда и вопросы, что можно а что нет моделировать на сегодняшний день.
1. Можно ли, например, объяснить микро капу(читай спайс модели), что у конденсатора в такой то его схеме замещения изменяются с частотой и напряжением его сопротивление(tg) и ёмкость? А с ферритом как быть?
2. А если и можно, до каких частот,например у упомянутых приборов E7-20, LCR-819? Так какова резонансная частота у К73-17?

Важно то, что мы не знаем как ведут себя некоторые компоненты (с учётом производственного разброса) в частотной области. А это умаляет пользу моделирования в разработке. Ведь задача моделирования в сближении расчётных и реально наблюдаемых АЧХ и осциллограмм.
serega_sh____
На первую часть Вашего вопроса я ответить не смогу. Не компетентен. Но на оставшиеся

Цитата(izrp @ Jan 6 2010, 10:33) *
2. А если и можно, до каких частот,например у упомянутых приборов E7-20, LCR-819? Так какова резонансная частота у К73-17?

Важно то, что мы не знаем как ведут себя некоторые компоненты (с учётом производственного разброса) в частотной области. А это умаляет пользу моделирования в разработке.
Ведь задача моделирования в сближении расчётных и реально наблюдаемых АЧХ и осциллограмм.


E7-20 частоты от 12 Гц до 1000кГц
LCR-819 частоты от 12 Гц до 100кГц
но есть приборы и на более высокие частоты. Но там заморочек с подключением больше.

Если у нас что либо не заводится мы всегда обвиняем только наши кривые руки. Потому что программы делали человек 100 и потом тестировали около милиона пользователей включая университеты. А неточность модели это иногда даже и хорошо - схемотехника должна быть дубовой. И даже погрешность в 20% не должна приводить к отказу. И если к примеру посмотреть разброс параметров транзисторов - они будут более 20% в разных партиях а если туда и -60 +125 градусов добавить....

Немного не соглашусь с Вами. Моделирование служит, в моем понимании, для других целей. Исследовать часть схемы таким образом, чтобы найти точку в которой произойдет отказ. Ведь эту часть схемы я немогу испытать полностью во всех режимах и с учетом всех допусков на реальных ЭРИ.
И уж отчасти в создании новых схем, то есть маленькой части работы конструктора.

а то что Вы незнаете как себя ведут элементы ... изучайте
Мы например если нет ТУ, то ищем импртные аналоги - там иногда получается найти искомую информацию. Потому что вся электроника делается по одинаковым технологическим циклам, просто некоторые улучшают свои технологии а другие деньги делают сгодня. На сайте СКЗ по графикам можно оценить частотные свойства конденсатора.
izrp
Забота об от отказе схемы вторична и ещё более сложна в моделировании, правильнее на мой взгляд пытать макет наяву а не в модели. Сначала же нужно получить желаемые характеристики. А их приходится получать подбором, что не есть грамотно(не по японски).

Пример 1. Сетевой фильтр импульсного БП. Прост и надёжен, но не работает - нет нужного подавления в диапазоне 0.15-30МГц. Моделирование утверждает о прекрасном подавлении, а на деле нет. Это потому что задача на моделирование поставлена неверно - впаянные элементы неидеальны.
Пример 2. Моточное изделие, ферриты в ассортименте и труднодоставаемы. Нужны модели с возможностью варьировать погрешностями в намотке, что бы после моделирования знать наверняка что тебе нужно.
serega_sh____
Цитата(izrp @ Jan 6 2010, 12:29) *
Забота об от отказе схемы вторична и ещё более сложна в моделировании, правильнее на мой взгляд пытать макет наяву а не в модели. Сначала же нужно получить желаемые характеристики. А их приходится получать подбором, что не есть грамотно(не по японски).

Я наверно неправильно обьяснил. Задача моделирования - нахождение узких мест до изготовления макетов и тем более серийных изделий. А не получение отказов как таковых.
Использовать методику подбора элементов схемы !? .... Это не красиво....

И мой личный опыт на эту тему такой - Все что расчитал работает, а то про что сказал "ай фигня и так будет работать" - всегда в последствии приходилось расчитывать, но уже с доработкой печ плат и закупкой "регулировочных" микросхем

Цитата(izrp @ Jan 6 2010, 12:29) *
Пример 1. Сетевой фильтр импульсного БП. Прост и надёжен, но не работает - нет нужного подавления в диапазоне 0.15-30МГц. Моделирование утверждает о прекрасном подавлении, а на деле нет. Это потому что задача на моделирование поставлена неверно - впаянные элементы неидеальны.
Пример 2. Моточное изделие, ферриты в ассортименте и труднодоставаемы. Нужны модели с возможностью варьировать погрешностями в намотке, что бы после моделирования знать наверняка что тебе нужно.

Может выбрать другой подход к нашему взаимодействию.
Давайте на Вашем первом примере разберем ситуацию. Можно у Вас попросить:
1. Схему электрическую принципиальную на фильтр.
2. Проект в МикроКапе.
3. Осциллограммы полученые при макетировании.
4. Фотографию Вашего макета.
5. Что у Вас не получилось. И несколько Ваших коментариев по сути проблемы.

А там уж решим в достаточности используемых моделей.
gte
Цитата(serega_sh____ @ Jan 5 2010, 11:18) *
Кстати у мураты на КАЖДЫЙ конденсатор выложена модель параметров.
Например тут
И мы проверяли очень сходятся с реальными. Больше проблем у нас с технологами и монтажницами и различными термоударами.

Увы, за исключением высоковольтных конденсаторов. Впрочем, не только у них нет.
V_G
Цитата(izrp @ Jan 6 2010, 18:29) *
Пример 1. Сетевой фильтр импульсного БП. Прост и надёжен, но не работает - нет нужного подавления в диапазоне 0.15-30МГц. Моделирование утверждает о прекрасном подавлении, а на деле нет. Это потому что задача на моделирование поставлена неверно - впаянные элементы неидеальны.

В данном случае я бы грешил не на неидеальность впаянных элементов (не бог весть какая задача, не бог весть какие частоты), а на неидеальность конструкции прибора в целом (разводка силовых цепей, экранировка и туча факторов, не учитываемая никаким моделированием).
Сами по себе компоненты на такие фильтры рассчитывают с многократным запасом (допустим, десятикратным), и неидеальность компонентов не играет никакой роли. Если конечно, вы применили правильные компоненты (керамику параллельно электролитам, и никаких бумажных-пленочных конденсаторов с большой собственной индуктивностью)
AML
Если говорить про модель конденсатора, используемая в Micro-Cap, то она, IMHO, даже без доработок позволяет решить задачу, поставленную топикстартером. В этой модели конденсатора задается не только емкость, но и последовательная индуктивность, а также последовательное и параллельное сопротивление. Плюс температурные зависимости.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Другое дело, что если эти параметры модели не ввести при построении схемы моделирования, то будет использоваться идеальная модель. Так что, проблема топикстартера не в том, что Spice-модель не учитывает паразитные параметры компонента, а в том, что он не ввел эти параметры. smile.gif

Западные производители часто педоставляют модели своих компонентов в виде подсхем (макромоделей). И их сразу можно использовать. Но от наших этого вряд ли дождешься. Поэтому придется вводить параметры вручную. Но все необходимое для этого есть. Нужно только не забывать этими возможностями пользоваться smile.gif
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.