LTspice - Thyristor zu Beginn ohne Gate leitfähig?

[Sarah E. (meneymaus)]

Hallo zusammen,

ich habe eine Schaltung mit LTspice gebaut und das Thyristorgate 
versorge ich mit einer Stromquelle. Grundsätzlich funktioniert das auch 
alles ganz gut, nur zu Beginn der Simulation ist hier ein eigenartiges 
Verhalten:

Die Stromquelle für das Gate gibt noch keinen Stromimpuls ab und 
trotzdem lässt der Thyristor (2N5171) schon einen AK-Strom durch. Ich 
habe keine Induktivitäten oder Kapazitäten Im Stromkreis.

Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte? Das Verhalten ist nur bei 
Beginn so.

Gruß Sarah

[H. H. (Gast)]

Simulationsdateien?

[Abdul K. (ehydra)]

Welche Spannung liegt zwischen Gate und Kathode? Stromversorgung langsam 
hochfahren.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Sarah E. schrieb:
> Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte?
Wie startest du die Simulation? Verwendest du das .startup Kommando?

[Rainer W. (rawi)]

Sarah E. schrieb:
> Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte?

Das liegt an deiner Simulation und/oder deinem Thyrister-Modell, 
speziell an der Initialisierung beim Start.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Das hatte ich auch schon, dass eine Schaltung beim Einschalten doch 
einen Impuls abgab. Man lernt viel dabei, wenn man in solche Fallen 
tappt.

[Sarah E. (meneymaus)]

Anbei die Datei.

Mit dem Startup-Befehl klappt es auch nicht.

Wenn man sich die Ausgangsspannung anschaut, sieht man, dass zu Beginn 
durch U8 ein Strom fließt, obwohl I8 noch nicht fließt/zündet.

Die Schaltung verhält sich insgesamt ziemlich instabil. Wenn ich z. B. 
die Last auf 2 Ohm erhöhe, wird bei mir keine Ausgangsspannung mehr 
angezeigt.
Verringer ich die Versorgung von 325 V auf 200 V, geht es auch nicht. 
Bei 25 V geht es jedoch wieder.

[H. H. (Gast)]

Sarah E. schrieb:
> Anbei die Datei.

Da fehlen noch Symbol und Modell des Thyristors.

[Sarah E. (meneymaus)]

Ich hoffe, das sind die beiden gesuchten Dateien.

Mir ist das manchmal nicht ganz klar, einige Dateien werden im LT-Spice 
Ordner gespeichert und andere wiederum in dem Dokumenten-Ordner.

[H. H. (Gast)]

Sarah E. schrieb:
> Ich hoffe, das sind die beiden gesuchten Dateien.

Ja.


> Mir ist das manchmal nicht ganz klar, einige Dateien werden im LT-Spice
> Ordner gespeichert und andere wiederum in dem Dokumenten-Ordner.

Am besten alles in einen eigenen Ordner packen.

[Klaus H. (hildek)]

Sarah E. schrieb:
> Mit dem Startup-Befehl klappt es auch nicht.

Nimm nicht 'startup' (eigentlich egal) sondern auf jeden Fall 'uic' 
(Skip initial operation point solution).

[H. H. (Gast)]

Mach mal den Lastwiderstand angemessen groß, du hat da ja keine 
Hockeypuck Thyristoren. Und dann verpasse den Spannungsquellen noch 
100mOhm Innenwiderstand.

Und schon läuft das wie zu erwarten war.


Die Zündströme, und ihre Flankensteilheit, kann man auch noch 
realistischer gestalten.

[Sarah E. (meneymaus)]

Danke für die Tipps.

Ich habe die Innenwiderstände der Versorgung (100 mOhm) hinzugefügt 
sowie den Lastwiderstand auf 1 kOhm erhöht und die Zeit der Flanken der 
Stromimpulse auf 1 us erhöht.

Insgesamt habe ich die Schaltung auch noch um Folgeimpulse erweitert, 
weil ich mir nun den Betrieb für einen Steuerwinkel von 80 % anschauen 
möchte.
Beiliegend der Spannungsverlauf zwischen positivem Ausgangspotential und 
Sternpunkt.

Beim Kommutieren habe ich zwischendrin exponentielle Verläufe, in meinem 
Arbeitsbuch, von dem ich die Schaltung nachbaue, sind es ganz steile 
Flanken (rotmarkierter Bereich). Meines Erachtens liegt es am 
Thyristormodell. Wenn ich dort aber Parameter ändere, wird die 
Simulation schnell instabil und ich erhalte wieder keine 
Ausgangsspannung von LTspice angezeigt. Mir ist nicht klar, warum ich 
hier so einen exponentiellen Verlauf habe und wie ich den idealisiert 
bzw. steil hinbekomme. Was mir auch nicht klar ist, warum ich bei 
einigen Parameteränderungen überhaupt keine Ausgangsspannung angezeigt 
bekomme, rechnen tut das Programm ja schon bis zum Ende.

[H. H. (Gast)]

Ich kann nicht nachvollziehen was du da so rumbastelst.

Wenn du das Thyristormodell im Verdacht hast, dann teste doch mal eines 
von Littelfuse.

[Sarah E. (meneymaus)]

Ich möchte gerne diese Verläufe aus dem Buch abbilden (b6c bei 
alpha=90°).

Bis alpha 60° stimmen die Ergebnisse. Ich habe das Thyristormodell in 
Verdacht und kann mir diese exponentiellen Verläufe nicht erklären, da 
ich keine Kapazität/Induktivität in der Schaltung habe.

[H. H. (Gast)]

Sarah E. schrieb:
> Ich habe das Thyristormodell in
> Verdacht und kann mir diese exponentiellen Verläufe nicht erklären, da
> ich keine Kapazität/Induktivität in der Schaltung habe.

Dann schau doch ins Modell, da gibt es sicher auch parasitäre 
Kapazitäten.


Oder schalte mal zu jedem Thyristor einen 100kOhm Widerstand parallel.

[Sarah E. (meneymaus)]

Hmm, wenn ich zu jedem Thyristor 100 k Parallel schalte, bekomme ich 
wieder kein Ausgangssignal.

Insgesamt funktioniert meine Schaltung aber schonmal ganz gut und die 
Innenwiderstände in Reihe zu den Spannungsquellen haben insgesamt mein 
Modell stabiler gemacht.

[H. H. (Gast)]

Sarah E. schrieb:
> Hmm, wenn ich zu jedem Thyristor 100 k Parallel schalte, bekomme ich
> wieder kein Ausgangssignal.

Weia, dann hast du dabei was vermurkst.

[Tom (tom_major)]

Ich habe das Original-.asc plus die beiden thyristor-Dateien 
downgeloadet, LTSpice gestartet, das hat auf die aktuelle Version 
upgedatet, dann habe ich die .asc-Datei geöffnet und auf Run gedrückt. 
Oben das Ergebnis. Das soll doch so aussehen, oder wo ist da ein Fehler? 
Die ersten 5 ms wären mir doch egal, es muss sich halt erst 
einschwingen.

[Klaus H. (hildek)]

Tom schrieb:
> Das soll doch so aussehen, oder wo ist da ein Fehler?

Der Fehler ist, dass in den ersten 5ms eine Spannung vorhanden ist 
obwohl erst dann der erste Thyristor gezündet wird ...

[Tom (tom_major)]

Klaus H. schrieb:
> obwohl erst dann der erste Thyristor gezündet wird ...

Ich vermute das liegt an den Anfangsbedingungen, von denen wohl 
mindestens eine nicht gesetzt und damit undefiniert ist. Es ist z.B. ein 
Unterschied ob man als Versorgungsspannung einfach eine Spannungsquelle 
einsetzt oder ob man die mit einem Pulse multipliziert erst exakt zum 
Startzeitpunkt einschaltet. Mich würde das Fehlverhalten hier nicht 
stören, die Ursachen langwierig rauszufinden oder gar Bauteile 
hinzuzufügen oder Werte zu ändern fiele mir nicht ein - nach mindestens 
einem Zyklus waren alle Thyrstoren mal dran und dann hat jeder seine 
korrekten Zustände...

[Klaus H. (hildek)]

Tom schrieb:
> Ich vermute das liegt an den Anfangsbedingungen,

Ja, tut es, ich habe weiter oben schon vorgeschlagen, den Parameter 
'uic' (Skip initial operation point solution) im .tran zu aktivieren.

[Sarah E. (meneymaus)]

Danke auch hier fürs Ausprobieren. Mit der Ungenauigkeit des leitenden 
Thyristors am Anfang habe ich mich abgefunden.  Den uic-Befehl hatte ich 
vorher schon erfolglos getestet, hatte vergessen, hierzu Rückmeldung zu 
geben.

In der später von mir hochgeladenen Datei mit den Folgeimpulsen habe ich 
noch das Problem, dass die Schaltung bis zu einem Steuerwinkel von 89° 
funktioniert, aber ab 90° habe ich falsche Verläufe (siehe Anhang). Die 
Flächen sollten ab 60° ja immer kleiner werden (die wie Sägezähne 
aussehen), dass tun sie auch, nur ab 90° läuft irgendetwas schief.

[Klaus H. (hildek)]

Sarah E. schrieb:
> Den uic-Befehl hatte ich vorher schon erfolglos getestet
Ich kann nur so viel sagen, dass ich deine Files von gestern geöffnet 
habe, nur den Zusatz 'uic' (nicht 'startup') hinzufügte und dann in den 
ersten 5ms keine Spannung an der Last war. Das, was laut Überschrift 
dein Problem war.

Zur ergänzenden Frage habe ich leider keine Antwort ...

[Sarah E. (meneymaus)]

Okay dankeschön. Ich hatte noch am Modell was geändert und dann gab's 
dennoch Probleme, aber ich denke, ich werde mich insgesamt erstmal 
tiefergehend mit dem Programm beschäftigen müssen.