[Alt.F4 0]

Добрый день.

Решил промоделировать схему защиты от перенапряжения включающую в себя:

Дроссель 100мкГн, затем TVS-диод на 22В и конденсатор.

Моделирую в NI Multisim 10.

Результат следующий:

1. Если на вход подано 80В, то супрессор открывается и при этом на R1 измеряю 80В. (Ставил пред, но пока он перегорит...)

2. Включаю 80В импульсом ~2мс, на выходе импульс достигает 100В.

Вопрос: что я неправильно делаю?

Спасибо.

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

 

Еще промоделировал работу биполярного транзистора.

Почему сопротивление открытого коллектора 620кОм?

Это ошибка симулятора?

Спасибо.

Изменено 8 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[тау 31]

Вопрос: что я неправильно делаю?

 

Это ошибка симулятора?

 

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

 

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

[Alt.F4 0]

это не ошибка симулятора. Предохранитель надо бы вставить , он красиво выгорает.

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

 

А учебники Вы читали ?

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

 

Для наводки Вам привожу некоторые картинки.

Что супрессор открывается и ток через него достигает 125А это понятно.

По второй картинке - не знаю...

Изменено 8 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[тау 31]

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

Да, предохранитель на 100 А выгорит позже слабенького стабилитрона.

 

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

это неправда. Что за книжка такая модная ?

 

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

 

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

 

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

в данном примере интернет - это помойка.

Изменено 8 марта, 2011 пользователем тау

[Alt.F4 0]

Да, предохранитель на 100 А выгорит позже слабенького стабилитрона.

Будем считать, что супрессор не выгорает и возьмем пред на 3А. За 2мс импульса в 80В он не выгорает, зато эти 80В попадают на защищаемые цепи...

Просто раньше как-то не задумывался, что вся защита по сути сводится на выгорание преда.

 

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

Изменено 8 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[Microwatt 2]

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

В вашем случае он совершенно бесполезен.

[Alt.F4 0]

Microwatt, он замедляет наращивание тока в цепи. Дроссель вместе с конденсатором стоит, чтобы за время открытия супрессора в защищаемой цепи были минимальные изменения напряжения.

Супрессор открывается за 1мкс. Таким образом ток за 1мкс вырастет до: (e / L )* dt = ((80В-12В) / 100мкГн) * 1мкс = 680мА

Для изменения напряжения в цепи на 0,1В надо конденсатор на: С = I * dt / dU = 0,68A * 1мкс / 0,1В = 6,8мкФ (я промоделировал с 1мФ).

 

А вот что делается после открытия супрессора, я не знаю... :smile3046:

Изменено 8 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[Alexashka 0]

А вот что делается после открытия супрессора, я не знаю... :smile3046:

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

[Alt.F4 0]

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

Вы намекаете, что в цепи будет напряжение 22В?

Но ведь я просимулировал и сделал скриншот (первый пост). Все не так.

Изменено 8 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[Alexashka 0]

Вы намекаете, что в цепи будет напряжение 22В?

Но ведь я просимулировал и сделал скриншот (первый пост). Все не так.

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

[Microwatt 2]

Microwatt, он замедляет наращивание тока в цепи.

Супрессор открывается за 1мкс. Таким образом ток за 1мкс вырастет до: (e / L )* dt = ((80В-12В) / 100мкГн) * 1мкс = 680мА

А вот что делается после открытия супрессора, я не знаю... :smile3046:

Сапрессор открывается куда быстрее. Те пару наносекунд за которые он откроется задержит и индуктивность линии.

За те 2 мс, которые Вы заложили в модели и в десять раз больший дроссель существенно ничего не замедлит.

Вообще-то, можно сказать, что дроссели в этом месте ставят не для замедления скорости роста, а для ограничения тока. Если ставят дроссель, то предполагают, что перенапряжения будут ограниченной длительности и ток вообще не нарастет до опасных значений.

После открытия сапрессора начинается соревнование: кто быстрее выгорит - линия, предохранитель, сапрессор? Соревнование, обычно, заканчивается без победителя, поскольку заканчивается кратковременный выброс.

Попробуйте пересчитать так, чтобы дроссель и предохранитель заменить резистором на 1-2 ома. Если уж попадет на высокое напряжение, то какая разница - менять резистор или предохранитель?

А в пределе можно и RC-цепью на входе обойтись. Она поглотит короткие перенапряжения.

[Alt.F4 0]

За те 2 мс, которые Вы заложили в модели и в десять раз больший дроссель существенно ничего не замедлит.

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

 

Если ставят дроссель, то предполагают, что перенапряжения будут ограниченной длительности и ток вообще не нарастет до опасных значений.

Вопрос у меня не про ток, а про напряжение. При симуляции 80В присутствуют на выходе.

Вопрос: зачем тогда супрессор? Ну открылся он, ну пошел большой ток, но ведь 80В уже на выходе!!! В чем тогда суть защиты?

 

После открытия сапрессора начинается соревнование: кто быстрее выгорит - линия, предохранитель, сапрессор?

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

Что-то я долго редактирую месаги...

Изменено 8 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[Alexashka 0]

Я немного не улавливаю смысл. Вы предлагаете снизить напряжение на выходе с помощью резистивного делителя?

 

Защита от перенапряжения сводится к обрыву предохранителя в конечном итоге? Я правильно рассуждаю?

 

Упс. Поздно написал... Сейчас исправлюсь.

Да нет же :)

Попробуйте заменить его батарейкой на 22В и резистором на 10...20 Ом.

добавьте сопротивление в индуктивность(0.1...1Ом)

Если Вы соберете эту цепь то увидите что сопротивление катушки и диф.сопротивление стабилитрона образуют делитель напряжения. (ну еще можно учесть сопротивление нагрузки, однако не суть важно)

Это к вопросу о том откуда у Вас 80В на нагрузке.

Если же вопрос в том что и где должно сгореть, то Microwatt достаточно подробно расписал.

От себя добавлю, что задача супрессора всетаки поглощать энергию импульса, однако она должна быть чемто ограничена. В Вашей симуляции она ничем по сути не ограничивается: дроссель на таких временах уже не спасает, активного сопротивления в цепи питания (ни в батарейко, ни в дросселе) нетути. Поэтому супрессор тут бессилен.

[Alt.F4 0]

Если Вы соберете эту цепь то увидите что сопротивление катушки и диф.сопротивление стабилитрона образуют делитель напряжения. (ну еще можно учесть сопротивление нагрузки, однако не суть важно)

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

От себя добавлю, что задача супрессора всетаки поглощать энергию импульса, однако она должна быть чемто ограничена. В Вашей симуляции она ничем по сути не ограничивается: дроссель на таких временах уже не спасает, активного сопротивления в цепи питания (ни в батарейко, ни в дросселе) нетути. Поэтому супрессор тут бессилен.

Сопротивление добавил, результат отрицательный.

 

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

Изменено 9 марта, 2011 пользователем Alt.F4

[Microwatt 2]

Другими словами, Вы устроили в модели идеальное короткое замыкание источника помехи бесконечной мощности на сапрессор. Бесконечно большой ток он пропустить не может, источник помехи - идеальный источник напряжения, с нулевым внутренним сопротивлением.

Реальная жизнь тем от модели отличается, что нет в ней идеальных источников токов, напряжений, проводников. Сопротивление подводящих проводов, дорожек, провода кторым намотан дроссель, источника самой помехи существует и далеко не нулевое. Добавьте вместо дросселя 0.1Ома добавьте в сам источник внутреннее сопротивление и поведение модели резко изменится.

А то, что по ГОСТ выбросы до 10мс - пусть будет и 10, но надо же это учитывать, использовать в расчете. Если всплеск длится 10мс, то ток в 100мкГн дросселе нарастет до такой величины, что и не снилось. Тогда явно он бесполезен, не решает поставленной задачи.