Hallo Leute,
habe mir kürzlich das neue LtSpiceXVII installiert und es ausprobiert.
Als Objekt benutzte ich einen kleinen DC/DC-Wandler mit diskreten
Transistoren, ist eine recht interessante Schaltung. Näheres dazu im
Anhang. Das PDF ist noch nicht ganz fertig aber das Wesentliche für
Interessierte ist vorhanden.
Der beschriebene Wandler läßt sich auch mit älteren Versionen von
LtSpice bearbeiten, dann sind aber einige Bedienungsschritte anders.
Es handelt sich bei der Schaltung um einen Abwärtswandler 8V-15V zu 5V.
Die Schaltung kann aber für viele Ein- und Ausgangsspannungen
dimensioniert werden.
Im Anhang die Beschreibung als PDF, das Simulationsfile und die
Spicemodelle der verwendeten Halbleiter.
Bei LtSpiceXVII habe ich noch einen Fehler festgestellt. Das Programm
stürzt gerne mal ab, was nicht weiter schlimm wäre WENN dabei nicht
Daten verloren gingen. Auch wenn man zwischendurch fleißig abspeichert
sind alle Änderungen seit dem letzten Programm beenden verloren. Das
Programm stellt bei Neustart nach dem Absturz die Daten des Standes beim
letzten ordentlichen beenden wieder her.
Allen ein gutes neues Jahr. Tom
Hallo Neuling,
C2 wegzulassen ist keine gute Idee, er ist wichtig für die Funktion der
Schaltung. Über ihn erfolgt die Rückkopplung welche zum oszillieren
nötig ist. Ohne diesen Kondensator kann die Schaltung nicht schwingen
und arbeitet dann als Linearregler mit dem damit verbundenen schlechten
Wirkungsgrad.
Scheint hier auch eine Änderung gegeben zu haben. Konnte nicht
antworten, sndern bekam folgende Meldung:
"Als Gast kannst du maximal einen Thread und drei Beitraege pro Stunde
erstellen. Bitte registriere dich, oder versuche es spaeter wieder"
Scheint aber noch nicht richtig zu funktionieren, denn ich konnte nicht
antworten.
Gruß. Tom
In deinem angehängten asc-File ist C2 470pF.
Warum ist C2 2,2nF in deinem angehängten Schaltplan?
Ich habe noch eine Basiswiderstand R5 hinzugefügt, R3 verringert und
einen Serienwiderstand im Ausgangskondensator C3 definiert. In deiner
Datei Models.txt habe ich die zwei Zeilen "Dioden:" und "Transistoren:"
zu Kommentarzeilen gemacht, *Dioden: *Transistoren: .
Anschließend habe ich die Schaltung mit 25Ohm und 250Ohm Last simuliert.
Siehe angehängtes Bild.
MIr fällt gerade ein, dass man auch für die Eingangskondnesatoren einen
Serienwiderstand definieren sollte.
> Bei LtSpiceXVII habe ich noch einen Fehler festgestellt.> Das Programm stürzt gerne mal ab,
Das liegt dan "deinem Rechner". Natürlich liegt das meiner Meinung nach
am Programm. Ich habe auch einige Rechner mit diesem Problem. Allerdings
habe ich auch Rechner die dieses Problem nicht haben. Bitte schreibe
eine email an die Adresse in Help->About und schreibe, dass LTspiceXVII
bei dir öfters abstürzt.
Hallo Helmut,
die 2,2nF stammen noch vom Original. Die Optimierung ergab bei mir 470pF
als besseren Wert. Habe eben beim Steckbrett einen 470pF Kondensator
eingesetzt, läuft tadellos. Habe allerdings nur die Ausgangsspannung und
nicht den Wirkungsgrad angesehen. Durch die 2,2nF sinkt die
Arbeitsfrequenz bei 9V auf 88kHz und bei 12V auf 120kHz. Das wird sich
positiv auf den Wirkungsgrad auswirken (weniger Verlustträchtige Flanken
je Sekunde) aber dadurch sinkt auch die Übertragbare Leistung in der
Spule.
Der Basiswiderstand R5 kann sich negativ auf die Stabilität der
Ausgangsspannung auswirken, da sein Spannungsabfall in die Referenz mit
eingeht. Überprüfe die Ausgangsspannung mal mit und ohne R5 bei
unterschiedlicher Last, um zu sehen ob sie mit R5 weiter abweicht.
Hatte die Modelle nur zusammenkopiert um sie in die Libs zu übernehmen,
gute Idee die Datei gleich direkt zu benutzen. :)
Gruß. Tom
Habe es eben mit dem Basiswiderstand R5 (100 Ohm) in der Simulation und
am Steckbrett ausprobiert, er hat kaum Auswirkung auf die Stabilität.
Interessant ist es, da an dieser Stelle, die Ausgangsspannung mit einem
Trimmer einstellbar gemacht werden kann.
Gruß Tom
Habe die PDF bearbeitet, dass man bei Ausdrucken in Schwarz/Weiß etwas
erkennt. Dann noch den Text ein wenig erweitert. Fertig ist die Datei
noch lange nicht.
Im Anhang das File und das Subcircit für die neue Simulation.
Gruß. Tom
Habe noch ein wenig über Strombegrenzung und eine elektronische
Sicherung geschrieben. Ist bislang nur simuliert.
Werde mich jetzt der realen Hardware zuwenden.
Gruß. Tom
Was willst uns eigentlich sagen?
Dein PDF ist doch eher schwach. "Analyse der Schaltung", wo ist da eine
Funktionserklärung? Von Verbesserung der Schaltung keine Spur, eher das
Gegenteil. Nichtmal die Ursache der Spikes hast du verstanden. Die
resultieren einfach aus der kapazitiven Mitkopplung (Umladeströme vom
Kollektor Q2 direkt nach Masse).
Die kapazitive Mitkopplung ist auch eher ungeschickt. Dadurch wird
nämlich die Mitkopplung durch die Umladung des Kondensators extrem
zeitabhängig und lastabhängig. Besser macht man die Mitkopplung mittels
Widerstand:
Beitrag "Re: Dc Dc Wandler ohne IC`S"
Dabei regelt die Schaltung auf konstante Welligkeit und die
Schaltfrequenz sinkt bei sinkender Last. Bei kapazitiver Mitkopplung
steigt die Schaltfrequenz und damit die Umschaltverluste.
Hallo ArnoR,
meine Motivation hatte ich doch eingangs beschrieben. Ich will das neue
LTSpiceXVII kennenlernen und habe mir den kleinen DC/DC-Wandler als
Simulationsobjekt dafür ausgesucht. Nach dem simulieren will ich an
realen Schaltungen Simulation und Wirklichkeit vergleichen.
Die Beschreibung soll Interessierten das nachvollziehen der Versuche
ermöglichen.
Leider stürzt mit das neue LTSpice mit zunehmender Anzahl an Bauteilen
immer öfter ab. Benutze ich LTSpiceIV läuft die Simulation stabil.
Gruß. Tom
TomA schrieb:> Für mich ist die Schaltung nicht wichtig, sie ist Mittel zum Zweck.
Du wolltest also nur LTSpice-Probleme darstellen? Dann hättest du dir
besser eine Schaltung genommen, die du auch verstehst.
Sorry, konnte nicht antworten da meine 3 Möglichkeite je Stunde
verbraucht waren.
ArnoR schrieb:> Du wolltest also nur LTSpice-Probleme darstellen? Dann hättest du dir> besser eine Schaltung genommen, die du auch verstehst.
LTSpice und das beschäftigen mit der Schaltung wird mir dabei helfen :)
Nochmal sorry, aber ich werde meine Antwortmöglichkeiten nicht weiter
mit solchen Belanglosigkeiten verschwenden.
Gruß. Tom
TomA schrieb:> aber ich werde meine Antwortmöglichkeiten nicht weiter> mit solchen Belanglosigkeiten verschwenden.
Das einzige von Belang was du bisher geliefert hast, war Jammern über
LTSpice, schaltungstechnisch war es ein Totalausfall.
@ArnoR
Deine Umgangsformen zeigen dass deine soziale Kompetenz noch viel Luft
nach oben hat.
@All
Habe jetzt ein paar vergleichende Messungen in der Simulation und an der
Schaltung auf Steckbrett gemacht. Die Werte liegen näher beisammen als
erwartet.
Gruß. Tom
TomA schrieb:> Deine Umgangsformen zeigen dass deine soziale Kompetenz noch viel Luft> nach oben hat.
Genau wie deine Schaltungsentwürfe.
Du hast zwar mit D3 den Temperaturkoeffizienten von Q3 kompensiert, aber
durch die Konstantstromquelle U1/Q4 wieder einen deutlichen TK in die
Schaltung eingebaut. Die Spannung an R6 steigt um 2mV/K und
dementsprechend der Strom durch ihn und in die Reihenschaltung R5/D3/D1.
Man könnte statt des AD1580 eine LED einsetzen. Die hat etwa den
gleichen TK wie Q4.
Da Q4 eine Stromquelle mit sehr hohem Ausgangswiderstand ist, ist der
Widerstand R8 vollkommen nutzlos.
Die Abblockung mit C5 knallt die Störungen auf der Versorgung direkt in
die Referenz U1. Der Kondensator muss also über U1 und nicht über R7.
Q2 schaltet immer noch auf eine Kapazität (Kurzschluss).
@ArnoR
Die Simulation zeigt dass der Temperaturgang am besten so ist wie
dargestellt, eine zusätzliche Kompensation verschlechtert ihn wieder.
Was tatsächlich besser ist kann nur eine Messung an der Hardware zeigen.
R8 stellt für die Schaltung den oberen Teilwiderstand eines Trimmers dar
und stört die Schaltung nicht im geringsten.
C5 hatte ich tatsächlich falsch angeschlossen. Macht aber nichts, weil
er nicht gebraucht wird.
Was dein "Sachverstand" für einen Kurzschluß hält, ist für Q2 ein
kapazitiver Blindwiderstand von 1k - 2kOhm im geforderten
Frequenzbereich. Der Kondensator glättet die Referenz, und erhöht den
Wirkungsgrad der realen Schaltung um ca. 5%. Das läßt sich bereits in
der Simulation, weniger ausgeprägt, ermitteln.
Du hast dich wirklich mit der Schaltung beschäftigt?
@All
Habe mich übers Wochenende mit der Hardware zur Schaltung beschäftigt.
Mit einem kleinen Kit (Bild DcDcKit.png) kann ich verschiedene
Betriebszustände einstellen. Die Schaltung läuft stabil und zuverlässig.
Bei 5V kann der Ausgang bis zu 400mA Strom problemlos liefern, bei 600mA
wird der Schalttransistor heiß. Der Wirkungsgrad bei 200mA ist ca. 73%
bei 600mA 63%. Bei 3,3V Ausgang sind 500mA problemlos möglich.
Wie ein kleiner DC/DC-Wandler mit 2W Ausgangsleistung aussehen kann
zeigt der Schaltplan (Bild Hardware.png). Die Zenerdiode ist eine mit
4,7V, damit läßt sich mit dem Trimmer die Ausgangsspannung um ca. 1V
verändern, von 4,7V bis 5,7V. Die grüne LED2 zeigt die Ausgangsspannung,
die rote LED1 eine ausgelöste Sicherung. Die Dimensionierung für eine
spezielle Anwendung läßt sich mit LTSpice hinreichend genau ermitteln.
Gruß. Tom
TomA schrieb:> Was dein "Sachverstand" für einen Kurzschluß hält, ist für Q2 ein> kapazitiver Blindwiderstand von 1k - 2kOhm im geforderten> Frequenzbereich.
Oh je...
Nun ist vieles klar.
TomA schrieb:> Du hast dich wirklich mit der Schaltung beschäftigt?
Ein bisschen schon. Die oben von mir verlinkte Schaltung (und noch ein
paar Variationen davon), die mit der von oben gezeigten eng verwandt
ist, hatte ich damals entworfen (und nicht irgendwo abgekupfert), weil
mir die Vidmar-Schaltung auf die Nerven gegangen ist.
TomA schrieb:> Der Wirkungsgrad bei 200mA ist ca. 73% bei 600mA 63%.
Ich wusste gar nicht, dass man den so niedrig bekommt.
Hallo Leute,
habe mich die letzten Tage etwas mit der realen Hardware verschiedener
Wandler mit den dazugehörigen Spulen beschäftigt und das PDF damit
ergänzt.
Die Schaltungen sind recht einfach und lassen sich gut auf einem
Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen und mit der Simulation
vergleichen.
Gruß. Tom
Hallo Leute,
in der Bucht beim Höffler gibt es grad schöne "Spulen" zu ersteigern.
Sie werden als Spulen angeboten,
http://www.ebay.de/itm/700-St-Induktivitaten-1-35mH-Lagerf-Z05-/132109741163?hash=item1ec25aac6b
sind aber Trafos. Er bietet sie in 700 und 2000 Stücken an. Die eine
Wicklung hat 100uH (~0,25 Draht), die Andere 1,3mH (~0,2 Draht). Das
tolle daran, sie lassen sich ganz leicht zerlegen. Es sind E-Kerne mit
großem Luftspalt (Mittelsteg 2 x 5mm), sieht man auf den Bildern. Man
muß nur die beiden Aussenschenkel erwärmen, dann kann man den Kern
auseinanderziehen. Der Mittelsteg ist nicht verklebt. Habe einen der
Trafos, so wie er ist, in einem JouleThief verwendet, hat sofort
funktioniert.
Gruß. Tom
