Jump to content

    

AML

Свой
  • Content Count

    531
  • Joined

  • Last visited

Everything posted by AML


  1. Судя по всему - полнофункциональные версии с оригинальными библиотеками.
  2. Не нравится костыль - уберите. Всё будет работать точно также. Вы лучше объясните, зачем при моделировании генераторного устройства, которое априори должно стартовать из нулевых начальных условий, вы поставили флажок "Operating point"?
  3. Цитата(tyro @ Nov 25 2007, 00:23) Обсуждаемые вопросы переросли рамки данной темы, и поскольку уважаемый AML сделал интересное бескорысное предложение, предлагаю глубоко уважаемому AML создать в этой ветке тему типа "моделирование импульсных источников в MicroCap". Попутно всем заинтересованным подумать о создании (и структуре) опросника по применяемым деталям и материалам в источниках питания, соотнесенных с их параметрами (мощность, входное и выходное напряжения, токи). С наскоку у меня логически выстроенная структура не получилась (да и опыта создания опросника на форуме нет). Вполне дельное предложение. Поэтому создаю указанную тему. Может из этого что-нибудь путное да выйдет... Немного о целях. Я хочу попытаться промоделировать наиболее характерные режимы работы преобразователей напряжения, чтобы продемонстрировать преимущества и недостатки тех или иных топологий преобразователей, а также влияние на процессы в преобразователях паразитных параметров компонентов и методы борьбы с ними. Не знаю, насколько посильная эта задача, но попытаться можно. Надеюсь, что уважаемое сообщество тоже примет в этом процессе посильное участие, поскольку очевидно, что в одиночку я не справлюсь по ряду объективных и субъективных причин. Главная проблема – последний раз я держал в руках паяльник и щуп осциллографа в далеком 1995 году. И с тех пор моя работа ни прямо, ни косвенно не связана не только с преобразовательной техникой, но и с электроникой вообще. В настоящее время я журналист в газете областной администрации. Пишу это к тому, чтобы не было недопонимания – за 12 лет очевидно, что я существенно утратил квалификацию и главное – не могу на практике проверить достоверность результатов, получаемых при моделировании. Зачем мне все это надо – вразумительно объяснить не могу. Будем считать, что это хобби, замешанное на ностальгии по былым временам. Плюс жалко, что весьма неплохое образование и кандидатская степень, полученные мною в области преобразовательной техники, оказались невостребованными. Я попал в тот «демогфический провал» выпускников начала 90-х, который хорошо виден на возрастной диаграмме участников этого форума (в разделе «опросы»). Если совместными усилиям в этой ветке появятся демонстрация основных проблем и подводных камней проектирования преобразователей напряжения в моделях для симулятора, то, думаю, это будет неплохое подспорье новичкам. А поскольку это для меня хобби – я вполне могу позволить себе тратить на это время и силы. Правда, очевидно, что все это будет проистекать очень небыстро, поскольку иногда еще и работать надо. На этом лирическое отступление считаю законченным. Итак, по теме. Поскольку от уважаемого gyratorа прозвучало предложение сравнивать все на модельках, а уважаемый Прохожий сформулировал преимущества и недостаки флайбека при работе в режиме непрерывных и прерывистых токов, с этого и начнем. (предыстория здесь - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39519) ЦитатаПо моему скромному мнению, наиболее предпочтительным будет прерывистый режим, а еще лучше - его предельный случай критический режим, когда следующий цикл начинается сразу после закрывания выходного диода. Поясню свою позицию. В непрерывном режиме: 1. При достаточно больших выходных напряжениях, обратное напряжение, приложенное к выходному диоду, вызывает ничем неограниченый обратный ток восстановления. Для этих токов времена восстановления, как правило, не оговариваются. Это явление хорошо известно из литературы в виде всплеска тока силового ключа при его открывании. Все это дело сопровождается "звоном", растянутым на время, значительно превышающее время обратного восстановления силового диода. Попытка борьбы с этим явлением в виде ферритовых "бусинок", одеваемых на выводы диодов или силовых транзисторов, а так же всякого рода снабберы на диодах или силовых ключах однозначно приводят к потере КПД. 2. Помехи на частоте коммутации, особенно после открывания силового ключа, полностью подавить, как правило, не удается. 3. Управление flyback преобразователем более сложное по сравнению с квазирезонансным вариантом, опять же в связи с помехами. 4. Наличие динамических потерь при открывании силового транзистора. Классические недостатки прерывистого режима: 1. Большие, по сравнению с непрерывным режимом, действующие значения токов. 2. Как следствие больший ток при закрывании силового транзистора. 3. Большие пульсации тока на выходном конденсаторе, что приводит к его удорожанию. 4. Большие изменения индукции сердечника трансформатора, практически от нуля и до максимума, что критично для потерь в сердечнике. Резюме. Лучше выбирать прерывистый режим, а еще лучше - критический, поскольку в современных условиях транзистор с меньшим сопротивлением канала стоит столько же, что и с большим. Материалы для сердечников нинче обладают очень малыми потерями и хорошо переносят большие приращения индукции. Согласен, что мое мнение достаточно спорно, поэтому ожидаю конструктивную критику со стороны уважаемого сообщества Завтра я постараюсь выложить модельки, иллюстрирующие вышесказанное, а пока о методике сравнения. Несмотря на мое скептическое отношение к комплексному сравнению схем на основе результатов моделирования, сравнение отдельных характеристик и демонстрацию особенностей считаю вполне возможной и весьма полезной в связи с этим хотел бы попросить совета по поводу методики такого сравнения. Я считаю целесообразным проводить сравнение при трех значениях входного напряжения - 9 В, 24 В и 308 В, четырех значениях выходного напряжения - 5В, 12В, 60В, 300В, четырех значениях мощности 5Вт, 20Вт, 60Вт, 300Вт и трех значениях частоты – 100кГц, 250кГц, 500 кГц. Думаю, при этом можно будет говорить о тенденциях. Такой сравнительный анализ на идеализированной модели вряд ли представляет практический интерес. Поэтому при расчетах нужно использовать модели реально существующих компонентов. И вот в этом месте мне нужна помощь – я не знаю современную элементную базу. Поэтому буду весьма признателен специалистам за помощь в выборе наиболее типично применяющегося в для каждого из рассмотренных вариантов силового транзистора и выпрямительного диода (синхронное выпрямление пока не рассматриваю). Хотя бы по некоторым случаям: Вар. 1. Вх. 9В, вых. 5В, f=250кГц, P=20Вт Вар. 2. Вх. 9В, вых. 300В, f=250кГц, P=20Вт Вар. 3. Вх. 24в вых. 5В, f=250кГц, P=60Вт Вар. 4. Вх. 24в вых. 5В, f=100кГц, P=300Вт Вар. 5. Вх. 24в вых. 300В, f=100кГц, P=300Вт Вар. 6. Вх. 300в вых. 5В, f=100кГц, P=60Вт Вар. 7. Вх. 300в вых. 12В, f=100кГц, P=60Вт Вар. 8. Вх. 300в вых. 60В, f=100кГц, P=300Вт Кроме того, буду признателен за любые предложения как по методике, так и по реализуемым вариантам.
  4. Цитата- поставленная - по созданию адекватной отечественной spice-модели для отечественного клона. А по какому набору параметров планируется оценивать адекватность?
  5. Хоть задача уже и решена, но добавлю, что в Micro-Cap помимо линейного зависимого источника есть функциональный источник. Т.е. источник, ток или напряжение на котором определяется любой заданной в нем функцией. Единственная проблема - для улучшения сходимости вычислительного алгоритма нужно брать не само значение напряжения на источнике, а давать небольшое запаздывание RC-цепочкой.
  6. Цитата(Меджикивис @ Aug 4 2015, 10:13) Предупреждаю: эту схему умощнения выхода ОУ не моделируют симуляторы. (Если кому-то удалось ее смоделировать - отпишите, плиз, на чём.) Вообще-то эту схему без проблем моделирует любой SPICE-симулятор. Вот, например, в Micro-Cap: [attachment=94436:2015_08_06_230426.png] Другое дело, что для такого моделирования нужны нормальные модели ОУ (учитывающие потребление по цепям питания). А таких моделей не так уж и много. На вскидку из библиотек того же Micro-Cap: LF155_NS, LF351_NS, LF451_NS, LM224_NS, LF156_NS, LF353_NS, LF453_NS, LM258_NS, LF157_NS, LF355_NS, LM118_NS, LM324_NS, LF255_NS, LF357_NS, LM124_NS, LM358_NS, LF256_NS, LF441_NS, LM158_NS, LM741_NS, LF257_NS, LF444_NS, LM218_NS, LM2902_NS Кстати, даже этой схеме интегрирующий конденсатор совсем не помешает, без него моделится на грани неустойчивости (при уменьшении шага расчета возникает расходимость), на основании чего можно утверждать, что в железе загенерит. [attachment=94437:2015_08_06_235831.png] [attachment=94440:2015_08_07_002835.png] Схемный файл МС9 - [attachment=94438:circuit11.rar]
  7. Неужели так разъем обозначили? Типа такого? Соединитель штекерный печатной платы SLD 3.50/08/90G 3.2SN OR BX
  8. Abell, а с типом транзистора точно всё нормально на схеме? Инверсное ж включение получается.
  9. Alexashka , всё так. Я же не зря выше отметил ЦитатаДумаю, что при грамотном построении схемы на транзисторах генерацию можно запустить и при Ku=32-34. А исходная схема (из книжки) особой грамотностью не отличается... Выше я только хотел показать, что само фазоинферсное звено 3RC имеет коэффициент передачи 1/29. Соответсвенно, на нем возможно построение генераторов с критическим коэффициентом усиления порядка 32-34. Но такая возможность есть только при определенной схемотехнике (т.е. при отсутсвиии бесполезной потери сигнала).
  10. Думаю, что при грамотном построении схемы на транзисторах генерацию можно запустить и при Ku=32-34. Другое дело, насколько это Кu будет стабильным... Вот и берется полуторакратный запас. Правда, при этом увеличиваются искажения. Вот пример моделирования. Берем усилитель на двух транзисторах (второй каскад ОК обеспечивает малое выходное сопротивление, что исключает шунтирующее влияние подключаемой впоследствии 3RC цепи). Эмиттерным резистором каскада с ОЭ устанавливаем Кu=32. [attachment=94194:2015_07_27_032005.png] Добавляем 3RC цепь и получаем генератор. [attachment=94195:2015_07_27_032519.png] Из-за того, что схема находится на границе устойчивости, искажения невелики, синус красивый получается. [attachment=94196:2015_07_27_032658.png] Нелинейные искажения примерно 1.5% [attachment=94197:2015_07_27_033748.png] А вот если Ku сделать 45: [attachment=94198:2015_07_27_035657.png] то синус сразу "погрызаный" получается [attachment=94199:2015_07_27_040133.png] Нелинейные искажения возрастают аж до 12% [attachment=94200:2015_07_27_040241.png]
  11. ЦитатаНе знаю откуда эта цифра, Из теории генераторных схем. Критический коэффициент усиления для схемы с тремя RC-цепями 29. Реально для раскачки колебаний надо чуть больше, порядка 32-40. Теория [attachment=94192:RC.pdf] Другое дело, что не стоит забывать о том, что схема с ОЭ имеет сравнительно низкое внутреннее сопротивление (единицы Ом). А RC-цепь - достаточно высокое выходное (единицы Ом). Вот и получается дополнительное ослабление сигнала (делитель). Соответственно, для компенсации потери полезного сигнала приходится увеличивать коэффициент усиления. А если сделать схему на ОУ и обеспечить высокое входное сопротивление, то всё работает по классике. [attachment=94193:2015_07_27_024119.png]
  12. Можно и на индуктивную. Только обратный диод обязателен. Там, всё попроще с регулировкой будет. А при емкостной нагрузке как раз-таки есть сложности, по-моему, КПД низкий будет. И регултровочная характеристика сеильно нелинейная.
  13. Варианты: 1. Поставить более низкоомные резисторы в делитель. 2. Прсле делителя поставить усилитель с единичным коэффициентом усиления. 3. Программно учитывать изменение коэффициента передачи в зависимости от числа подключеных АЦП. 4. Расчисать несколько делителей в зависимости от числа используемых АЦП и ставить один из них.
  14. ЦитатаМоделируется ли в моделировщиках фазовый и амплитудный шумы сигнала генератора? Micro-Cap такого анализа не проводит. Есть ли такой анализ в других симуляторах, я не знаю.
  15. ЦитатаА вот касательно того, чтоб ее возбудить... было б только усиление в запасе)))) Однако же баланс фаз никто не отменял Одного усиления мало.
  16. ИМХО, без ОРУ приличный коэффициент гармоник получить не удастся. Простая и надежная , как топор, схема. Коэффициент нелинейных искажений - 0.8% [attachment=94048:2015_07_19_012543.png]
  17. ЦитатаСпектрик так себе... У исходной схемы даже в модели не всё гладко. Коэффициент нелинейных искажений 8,2%. В основном вторая гармоника. [attachment=94047:2015_07_19_010130.png]
  18. Ну, что у исходной схемы предельно низкая температурная стабильность - это факт. Заставить ее нормально работать хотя бы в диапазоне температур от 0 до 60 градусов принципиально невозможно даже на кремниевых транзисторах (дрейф 2 мВ на градус даже у них). В результате режим покоя начинает гулять от отсечки почти до насыщения. [attachment=94021:2015_07_18_005252.png] Если добавить обычную эмиттерную стабилизацию (отрицательную обратную связь по постоянному току), то получается приемлемая стабильность. По крайней мере, 0-60 градусов всё в норме. [attachment=94022:2015_07_18_004829.png] [attachment=94023:2015_07_18_004745.png]
  19. ЦитатаАвтор темы написал, что в "реале" схема не заработала. Полагаю, что RC не "довернули" фазу для генерации. Ничего подобного. Три RC-звена поворачивают фазу (в пределе) на 270 градусов. На 180 точно повернут Так что, один из критериев возникновения колебаний (баланс фаз) в схеме гарантирована соблюдается (всегда). А вот второй критерий (баланс амплитуд) соблюдается не всегда, а только после настройки режима работы усилителя. При исходном сопротивлении резистора транзистор VT1 находится в глубокой отсечке и ни о каком коэффициенте усиления речи идти не может (а для возникновения генерации необходимо, чтобы коэффициент усиления был больше 29).
  20. Исходная схема - классический генератор с тремя RC-цепями, обеспечивающими поворот фазы на 180 градусов. Для ее работоспособности усилитель (в данном случае на транзисторе, но можно и любой другой) должен обеспечивать коэффициент усиления больше 29. Особенность усилителей на транзисторах - необходимость правильной установки режима по постоянному току. Для данной схемы (простой каскад с ОЭ) требуется индивидуальная настройка этого режима под каждый экземпляр транзистора. Настройка режима работы осуществляется резистором R3. Критерий настройки: при отсутствии сигнала напряжение на коллекторе транзистора VT1 должно быть равно половине напряжения питания. Аналогично нужно настроить режим работы эмиттерного повторителя на транзисторе VT2. Только менять надо резистор R6, а смотреть напряжение на эмиттере VT2 (тоже нужно установить его равным половине напряжения питания). Для моделирования режима по постоянному току в Micro-Cap используется анализ Dynamic Dc. Берем схему из книжки. Запускаем анализ, убеждаемся, что в контрольных точках напряжение не равно половине напряжения питания. [attachment=94012:2015_07_17_193112.png] Уменьшаем резистор R4 пока напряжение на коллекторе VT1 не станет примерно половина напряжения питания (-4,5В). Получается порядка 120 кОм. Уменьшаем резистор R7, пока напряжение на эмиттере VT2 не станет равным половине напряжения питания (примерно). Получаем 27 кОм. Всё, теперь усилители в рабочем режиме (класс "А"). [attachment=94013:2015_07_17_193902.png] После этого можно запускать анализ переходных процессов и наблюдать, как схема генерирует колебания. [attachment=94014:2015_07_17_194027.png] Мораль: транзисторная схемотехника подразумевает некоторые обдуманные действия по настройке схемы. Не хотите думать - берите ОУ вместо транзисторного усилителя. Там уже разработчики все обдумали за вас, остается только правильно собрать схему, никакой настройки не требуется. Вот, на той же RC-цепочке. [attachment=94015:2015_07_17_195214.png] [attachment=94016:2015_07_17_195223.png]
  21. Еще один математический способ - при помощи функционального источника напряжения NFV [attachment=93865:2015_07_11_175321.png]
  22. ЦитатаКак реализовать ключ (компонент) который пропускает сигнал в зависимости от того есть ли определяющий сигнал больше или меньше нуля? Что нету в микрокапе такого компонента или его сложно реализовать? Это реализуется при помощи ключа, управляемого напряжением (компонент S (V-Switch) Voltage Controlled Switch) [attachment=93853:2015_07_11_145628.png]
  23. Если в резонанс ввести (19 кГц), то на катушке 200В получается Правда, потребляемый ток при этом 7,5А Смущает треугольный ток в катушке. Она точно меандром должна раскачиваться? Не короткими импульсами?
  24. Цитата(TSerg @ Jul 10 2015, 21:53) Кстати, лампу накаливания как реализовали? С учетом тепловой инерции? ( пока не смотрел макросы ) С учетом, но с предельно упрощенным. Модель реализовывалась для демонстрации работы генераторов синусоидального сигнала с лампой накаливания в качестве нелинейного элемента стабилизации амплитуды. [attachment=93830:2015_07_10_230438.png] [attachment=93831:Schem_05_04.rar]
  25. Цитата(Alexashka @ Jul 10 2015, 20:07) Запустил Вашу схему - нет, чуда не случилось Как видите на последнем проходе (+60*С) компаратор выдал 10В на выходе, хотя сигнал на входе ниже нуля. Странно. Никаких проблем не наблюдаю при любых температурах. [attachment=93819:2015_07_...220529_1.png] А вот при определенном максимальном шаге возникают сбои. Т.е. модель всё-таки потенциально глючная. [attachment=93820:2015_07_10_220703.png] [attachment=93821:comparat...est_Aml2.rar] Цитата(Alexashka @ Jul 10 2015, 20:07) P.S.S.S Да, кстати спасибо за модельки Сохранил себе в библиотеку. Могу и еще наборчик макросов подкинуть. Вот [attachment=93822:2015_07_10_222505.png] [attachment=93823:block_Aml.rar] Типовые звенья САУ [attachment=93825:2015_07_10_223040.png] [attachment=93824:block_Aml2.rar] Разное (миниатюрная лампа накаливания, одновибратор, таймер и т.п.) [attachment=93826:2015_07_10_223517.png] [attachment=93827:block_Aml3.rar]