LTspice Geschwindigkeit

Der Simulant schrieb:
> Ich denke die Verwendung muss nicht näher erklärt werden ;)

Die angepeilte Verwendung ist halbwegs klar: Du willst wohl einen
konstanten Strom von 350mA durch eine LED schicken. Aber die Art und
Weise, wie du das realisieren willst, wirft doch einige Rätsel auf:

Soll der Strom schaltend oder linear geregelt werden?

Für schaltend spricht:
- das Wort SWITCH in der Mitte des Schaltplans
- die Verwendung eines Komparators
- die Spule

Für linear spricht:
- das Fehlen einer definierten Hysterese am Komparator
- das Fehlern einer Freilaufdiode für die Spule

Ok, wahrscheinlich willst du schalten. Aber welche Schaltfrequenz
erwartest du denn in etwa? Wenn das Ding überhaupt definiert schwingt,
düfte die Frequenz ziemlich hoch liegen, was einer sehr großen Anzahl
von Perioden innerhalb der 10ms Simulationszeit entspricht. Entsprechend
fein wird Spice die Zeitschritte wählen, was eben etwas Rechenzeit
kostet.

Hinzu kommen die negativen Spannungsspitzen an der Source des Mosfet.
Für diese extrem steilen Spannungsanstiege muss Spice die Zeitauflösung
noch feiner machen, und das braucht eben noch mehr Rechenzeit.

Würde Spice auch die Zerstörung von Bauteilen simulieren, bestünde die
Chance, dass sich der Mosfet bald verabschiedet, so dass sich ein
Gleichgewicht einstellt, das die Simulationsgeschwindigkeit deutlich
ansteigen lässt ;-)

Wie sehen denn die Simulationsergebnisse der ersten 25µs aus? Daraus
lässt sich sicher schon ablesen, dass die Schaltung fehlerhaft ist und
gar nicht weiter simuliert zu werden braucht.

Hast du dir die Schaltung selbst ausgedacht? Such doch mal im Netz nach
Alternativvorschlägen. Es gibt auch fertige Schaltregler-ICs, die genau
für solche LED-Konstantstromquellen optimiert sind.

Mach mal einen zip-file vom Schaltplan und was sonst noch dazugehört 
(Symbole, Modelle). Dann bekommst du die Schaltung in der Turboversion 
zurück.

Der Simulant schrieb:
> @Helmut S.
>
> Wie würde diese "optimierung" aussehen? Es gibt es also noch
>
> Einstellungsoptimierungen?

Das hängt von der Schaltung ab.
Da fängt man mit den Toleranz-Settings an.
Alternate Solver
Modelle verbessern (weg von ideal oder hin zu ideal)
Zusatzkapazitäten einfügen (mit der Gießkanne(cshunt) oder gezielt)

Ich hatte dir ja schon mal angeboten da reinzuschauen.
Dafür müsstest du mal deinen Schaltplan(.asc) und die Modelle in einen 
zip-file packen und anhängen.

Bei 3V Gatespannung leitet der Mosfet schon so gut, dass die 350mA am
Ausgang locker erreicht werden. Dies veranlasst den Komparator, wieder
auf low zu gehen, lange bevor die maximale Gatespannung von 24V erreicht
ist.

Hi,

klärt mal bitte einen ahnungslosen Hobbyelektroniker auf was das für 
eine (Schalt??)Topologie ist.


Ahnungslose Grüße Leo

Hi,

ich frage weil ich die Funktion der Schaltung nicht verstehe. Oszilliert 
die Schaltung in der Simu?

Leo

Mir fällt gerade auf: Wo greifst du denn den Strom für's Feedback ab?

In dem Moment, wo der Mosfet ausgeschaltet wird, fällt an R1 keine
Spannung mehr ab, was den Komparator veranlasst, den Mosfet sofort
wieder einzuschalten. So kann keine vernünftige Regelung erfolgen.

Hi,

versuch es mal so

Grüße leo

Hi,

es simuliert halt, ich bin aber nicht so der große "Simulant". Habe 
schon Schaltungen simuliert die ich vor Jahren aufgebaut habe die real 
sicher laufen und in der Simulation nur Datenmüll produzieren. Spice ist 
überspitzt ein Computerspiel für Elektroniker. duck und wech.

Grüße Leo

Hier zum weiter spielen.

Grüße Leo

Leonardo W. schrieb:
> Hi,
> ...
> Spice ist überspitzt ein Computerspiel für Elektroniker. d
> Grüße Leo

Aber nur bei Leuten auf die der folgende Spruch passt.

"Denn sie wissen nicht was sie tun."

So ist es großer Meister.

Grüße Leo

Hi,

ich habe die gleichen Modelle verwendet, die du auch hast, sind alles 
Standartbauteile.

Grüße Leo

Hi,

die Schaltung darfst du auch selber verbessern und anpassen.

Mahlzeit Leo

Hi,

wie wäre es mit der Evolutionstechnik?

Ein Wert zufällig verändern -> simulieren -> ist das Ergebnis besser den 
Wert beibehalten und wieder ein Zufallsbauteil zufällig verändern usw.

War das Ergebnis schlechter, wieder zu vorherigen Wert und wieder von 
vorne.

Viel Spaß beim spülen Leo

Bei Leonardos Schaltung sitzt der Shunt an der richtigen Stelle, nämlich
in dem Zweig, der auch die Spule und die LEDs enthält. Der LM339 wird
allerdings eingangsspannungsmäßig etwas hart am Limit (VCC-1,5V) betrie-
ben. Ändert man den Spannungsteiler aus R4 und R5, um den Strom zu redu-
zieren, wird dieses Limit überschritten. Ein Komparator mit Rail-to-
Rail-Eingängen wäre hier geschickter.

Der LM339 hat noch einen weiteren Nachteil: Der Ausgangsstrom ist bei 
Low
zwar relativ hoch (Open Collector), wird aber bei High durch den Pullup
R2 stark begrenzt. Besser wäre ein Komparator mit Push-Pull-Ausgang.

Um das Eingangsspannungsproblem zu beseitigen, habe ich die Schaltung
einfach auf den Kopf gestellt. Dazu muss der N- durch einen P-Mosfet
ersetzt werden.

Um den High-Ausgangsstrom zu vergrößern, habe ich noch den NPN-Transis-
tor Q1 nachgeschaltet.

Wie ich schon oben geschrieben habe, sollte der Komparator eine leichte
Hysterese erhalten. Ohne diese wird die Schaltfrequenz nur durch die
Schaltzeiten des LM339 in Verbindung mit dem nachgeschalteten Mosfet
begrenzt. Der LM339 ist dadurch ständig am Schalten, ohne zwischen zwei
Schaltvorgängen für eine definierte Zeitdauer im High- oder Low-Zustand
zu verharren. Dadurch entstehen unnötig hohe Schaltverluste. Mit R5 und
R3 wird eine Hysterese eingeführt, die bewirkt, dass der Komparator
immer erst nach einer gewissen Stromänderung umschaltet. Die Stromände-
rungsgeschwindigkeit hängt von L1 ab, so dass die Schaltfrequenz im
Wesentlichen durch R3, R5 und L1 festgelegt wird.

Die Hysterese darf allerdings auch nicht zu groß werden, da sie bei
gegebenem R4 den Stromripple bestimmt. Um trotzdem die Schaltfrequenz
auf ein dem LM339 angepasstes Maß zu reduzieren, muss L1 vergrößert
werden.

Die Schaltung mit diesen Änderunge hängt an. Die grüne Kurve stellt den
LED-Strom, die blaue die Gate-Spannung (gegen GND gemessen) dar.

Die Schaltung ist zwar einfach, hat aber doch überall ihre Haken und
Ösen. Nicht umsonst sind integrierte Schaltregler intern meist etwas
anders aufgebaut ;-)