Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTspice XVII: IGBT einfügen


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von Johnson 3. (johnson3000)


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Hallo,

ich versuche im Augenblick einen IGBT von Infineon in LTspice 
einzufügen. (siehe Anhang 1) Ich habe die .lib Datei in den Pfad 
\lib\sub kopiert und das Bauelement in eine einfache Schaltung 
eingefügt. (siehe Anhang 2) In der Bibliothek sind mehrere Varianten des 
IGBT definiert. Von diesen habe ich mir den IKW15N120H3_L2 herausgesucht 
und das Symbol in der Schaltung entsprechend benannt. Nun erscheint mir 
regelmäßig die Fehlermeldung "Can't find definition of model ..." (siehe 
Anhang 3).

Folgende Fragen habe ich:
1) Wo liegt der Fehler?
2) Wie erkenne ich anhand der Schaltkreisbeschreibung in der .lib Datei, 
wieviele Eingänge das Schaltsymbol benötigt?
3) Worin unterscheiden sich die SPICE-Direktiven .include datei und .inc 
datei.lib? Ist die Syntax korrekt?
4) Laut Beitrag "IGBT in LTSpice einbinden", 9. Beitrag von 
oben sind Pspice Modelle nicht mit LTspice kompatibel, wenn Sie eine 
.model Direktive enthalten. Diese ist in meinem Beispiel in dem 
Teilschaltkreis L7XXXD_L2h3 enthalten. Habe ich den Beitrag korrekt 
verstanden bzw. ist die Aussage des Beitrags korrekt? Dann wäre die 
Bibliothek nicht geeignet.

Danke im Voraus für alle Antworten!

: Verschoben durch Moderator
von hinz (Gast)


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s/q1/x1

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo,

das normale Transistor-Symbol ist für ein Bauteil mit ".model" gedacht. 
Das Modell für deinen IGBT ist aber ein subcircuit - ".subckt ....".

Du kannst aber das Problem ganz leicht lösen.

CTRL Rechtsklick mit der Maus auf das Transistor-Symbol im Schaltplan. 
Ein  Dialogfenster geht auf.

Prefix:QN

Ändere das in

Prefix:X

OK

Das X steht für subcirucit. Damit ist der Fehler weg, aber jetzt beginnt 
das eigentliche Problem. Die Simulation findet keine Lösung. Da ist 
leider ein generelles Problem mit den Subcircuits von Infineon. Es 
besteht aus Dutzenden verschachtelter Funktionen die miserabel 
konvergieren.

Gruß
Helmut

: Bearbeitet durch User
von Hans (Gast)


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Helmut S. schrieb:
> Es
> besteht aus Dutzenden verschachtelter Funktionen die miserabel
> konvergieren.

Hallo Helmut,

hast du eine gute Alternative für ein einfaches IGBT Modell, dass man 
z.B. mit Datenblattdaten füttern kann?

Hans

von Alexander (Gast)


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Hans schrieb:
> hast du eine gute Alternative für ein einfaches IGBT Modell, dass man
> z.B. mit Datenblattdaten füttern kann?

Das würde mich auch mal interessieren.

Hat jemand diese Übung schon mal durchgeführt?

Gruß,

von hinz (Gast)


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von Helmut S. (helmuts)


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Mal hier alles lesen, besonders das von "helmuts" Geschriebene und die 
dazugehörogen Dateien herunterladen.

Beitrag "Re: LTSpice IGBT Problem"

von Johnson 3. (johnson3000)


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Hallo helmut,

wie erkenne ich, das eine Simulation keine Lösung findet? Nachdem ich 
die Option <Prefix> in den Eigenschaften des Schaltsymbols angepasst 
habe, hat mir die Simulation gar keine Messergebnisse geliefert. Wenn 
ich die Simulationsanweisung <.tran 1 startup> verwende, erhalte ich 
einen realitätsfremden Strom von einigen mA über R2; immerhin liefert 
die Simulation jedoch Werte. Meine Schlussfolgerung: Bei fehlerhaftem 
Verhalten von Bauteilen kann ich nur vermuten, dass es an nicht 
konvergierenden Bauteilen liegt?

1) Welche Aspekte wirken sich positiv und negativ auf das 
Konvergenzverhalten aus? Lässt sich dazu eine allgemeingültige Aussage 
treffen?

2) Wo bekomme ich einen IGBT zur Simulation her? In dem verlinkten 
Beitrag Beitrag "Re: LTSpice IGBT Problem" verwendet 
Stefan das Modell des IRGBC20F. Leider ist mir unklar, woher er die 
.model Parameter bezieht, da ich sie im Datenblatt des betreffenden 
IGBTs (siehe Anhang) absolut nicht wiederfinde.

1) Welchen Zweck erfüllt die Option <startup> in <.tran 1 startup>? In 
der Hilfe steht: "Solve the initial operating point with independent 
voltage and current sources turned off. Then start the transient 
analysis and turn these sources on in the first 20 us of the 
simulation." Leider wird nicht auf mögliche Anwendungsfälle und Vorteile 
dieser Option eingegangen.

2) In deinem verlinkten Beitrag schlägst du die Anpassung "Control Panel 
-> SPICE Solver:Alternate" vor. Wie ändert sich das Verhalten durch 
diese Einstellung?

Grüße

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Johnson 3. schrieb:
> Hallo helmut,
>
> wie erkenne ich, das eine Simulation keine Lösung findet?

Entweder kommt die Meldung "Time step too small", es werden plötzlich 
megaAmpere oder megaVolts angezeigt oder beim plotten werden gar keine 
Daten für ein Signal angezeigt.

> 1) Welche Aspekte wirken sich positiv und negativ auf das
> Konvergenzverhalten aus? Lässt sich dazu eine allgemeingültige Aussage
> treffen?

Besonders die aktiven gesteuerten Quellen(E,F,G,H) können Probleme 
machen, weil die grenzenlos Energie leifern können oder abrupte 
Übergänge wegen IF()-Formeln beinhalten. Das bedeutet die sind nicht 
differenzierbar. Genau diese elemente enthalten die IGBT-Modelle in 
Massen.
Auch Induktivitäten machen in bereits schon komplizierten Modellen mit 
obigen Quellen manchmal zusätzlich Probleme.

> 2) Wo bekomme ich einen IGBT zur Simulation her? In dem verlinkten
> Beitrag Beitrag "Re: LTSpice IGBT Problem" verwendet
> Stefan das Modell des IRGBC20F. Leider ist mir unklar, woher er die
> .model Parameter bezieht, da ich sie im Datenblatt des betreffenden
> IGBTs (siehe Anhang) absolut nicht wiederfinde.

Ich hab jetzt nicht mehr in Erinnerung wo damals das Modell herkam.

>
> 1) Welchen Zweck erfüllt die Option <startup> in <.tran 1 startup>?
> der Hilfe steht: "Solve the initial operating point with independent
> voltage and current sources turned off. Then start the transient
> analysis and turn these sources on in the first 20 us of the
> simulation."

"startup" lässt alle unabhängigen Quellen in den ersten 20us 
"hochrampen".
Unabhängige Quellen sind V und I Quellen mit konstanter Spannung bzw. 
konstantem Strom.
"startup" findet man oft in den Schaltreglerbeispielen von LTC.

> 2) In deinem verlinkten Beitrag schlägst du die Anpassung "Control Panel
> -> SPICE Solver:Alternate" vor. Wie ändert sich das Verhalten durch
> diese Einstellung?

LTspice versucht dabei mit einem anderen Algorithmus das 
Gleichungssystem zu lösen. Manchmal gelingt das. Dafür ist dieser Solver 
langsamer und es gibt Schaltungen die der nicht kann aber der Normal 
solver kann. Deshalb ist es sinnvoll zuerst immer den Normal solver zu 
verwenden. Erst wenn das auch mit Hilfestellung(.options ...) nicht 
klappt, probiert man das mit dem Alternate solver. Der Alterante solver 
täuscht manchmal auch eine Lösung vor und produziert NANs (not a 
number).

von hinz (Gast)


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von Helmut S. (helmuts)


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hinz schrieb:
> http://www.onsemi.com/PowerSolutions/supportDoc.do?type=models&category=805
>
> Ausdrücklich für LTSpice.

Danke. Den Link merk ich mir.

Gruß
Helmut

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