Gleichrichter-Problem mit Pspice

[Gerd Kluger]

Hallo,

ich habe mal am Wochenende ein bischen mit Pspice rumgespielt,
leider hat meine Schaltung nicht das gemacht, was sie sollte :-(
Ich habe das Ganze dann soweit reduziert, bis nur noch die
Brückengleichrichtung übrig geblieben ist, also:

- Wechselspannungsquelle (50Hz, 50V, 0V Offsset)
- 4 Dioden 4002 in Brückenschaltung
- Die Brücke zwischen + und - mit einem Widerstand belastet.

Ich hätte jetzt angenommen, zwischen + und - am Gleichrichter
die Halbwellen zu sehen, die auch schön bis 0V (GND an -)
herunterreichen. Eigentlich müßte das Nullpotential sogar
eine Zeitlang gehalten werden (nämlich so lange, wie die
Wechselspannung den Bereich zwischen +1,4 und -1,4V durchläuft,
da ja die Dioden dazwischen nicht leiten):

. .
\ /
_ _ \____/_ _ _
0V

Heraus kamen aber Halbwellen, die nur unterschiedlich weit
runtergingen, so im Bereich bis mehre V, bis Null runter
ging praktisch keine.

Ist das jetzt eine Ungenauigkeit in der Simulation oder
tritt der Effekt tatsächlich auf. Hätte ich ein Oszi
da gehabt, hätte ich mich natürlich gleich über den
nächstbesten Gleichrichter her gemacht.

Gruß
Gerd

 

[Dieter Wiedmann]

Gerd Kluger schrieb:

Heraus kamen aber Halbwellen, die nur unterschiedlich weit
runtergingen, so im Bereich bis mehre V, bis Null runter
ging praktisch keine.

Willkommen in der Welt der *realen* Bauelemente. Überleg mal welche
parasitären Eigenschaften der 1N4002 dies bewirken.


Gruß Dieter

 

[Gerd Kluger]

"Dieter Wiedmann" <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote in message news:43942F43.399757E8@t-online.de...

Gerd Kluger schrieb:

Heraus kamen aber Halbwellen, die nur unterschiedlich weit
runtergingen, so im Bereich bis mehre V, bis Null runter
ging praktisch keine.

Willkommen in der Welt der *realen* Bauelemente. Überleg mal welche
parasitären Eigenschaften der 1N4002 dies bewirken.

Hallo Dieter,

ich komm nicht drauf, verrätst Du es mir? Wenn da jetzt irgendwie
ein Reverse Current durch die Dioden im Spiel wäre könnte dieser
einen Spannungsabfall bewirken aber wo sollte der Strom herkommen?

Gruß
Gerd

 

[Dieter Wiedmann]

Gerd Kluger schrieb:

ich komm nicht drauf, verrätst Du es mir?

Du kommst da schon selber drauf.

Wenn da jetzt irgendwie
ein Reverse Current durch die Dioden im Spiel wäre könnte dieser
einen Spannungsabfall bewirken aber wo sollte der Strom herkommen?

Irgendwas muss da doch Energie speichern, was könnte das wohl sein?


Gruß Dieter

 

[Philip Herzog]

Gerd Kluger wrote:

Heraus kamen aber Halbwellen, die nur unterschiedlich weit
runtergingen, so im Bereich bis mehre V, bis Null runter
ging praktisch keine.

Ohne Erfahrung in der Richtung zu haben, was ist mit den parasitären
Kapazitäten der Dioden?

- Philip
--
No matter what happens, somebody will find a way to
take it too seriously. (Dave Barry)

 

[Gerd Kluger]

"Dieter Wiedmann" <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote in message news:43944662.22E0170D@t-online.de...

Gerd Kluger schrieb:

ich komm nicht drauf, verrätst Du es mir?

Du kommst da schon selber drauf.

Nein, sonst würde ich nicht fragen.
Mensch, mach's doch nicht so spannend. ;-)

Wenn da jetzt irgendwie
ein Reverse Current durch die Dioden im Spiel wäre könnte dieser
einen Spannungsabfall bewirken aber wo sollte der Strom herkommen?

Irgendwas muss da doch Energie speichern, was könnte das wohl sein?

Ich hab ja schon an irgendwelche Streukapazitäten gedacht, aber nachdem
der Gleichrichter ja über einen Widerstand abgeschlossen ist ...

Gruß
Gerd

 

[Philip Herzog]

Gerd Kluger wrote:

Müssten die nicht über den Widerstand zwischen + und - abgeleitet
werden?

Schon, aber das dauert eine gewisse Zeit - je höher die Kapazität und je
niedriger der Widerstand desto länger.

- Philip
--
No matter what happens, somebody will find a way to
take it too seriously. (Dave Barry)

 

[Dieter Wiedmann]

Gerd Kluger schrieb:

Ich hab ja schon an irgendwelche Streukapazitäten gedacht,

C_j0, Sperrschichtkapazität!

aber nachdem
der Gleichrichter ja über einen Widerstand abgeschlossen ist ...

Eben, über einen Widerstand. Mach den mal kleiner oder die setz die
Frequenz runter.


Gruß Dieter

 

[Gerd Kluger]

Philip Herzog schrieb:

Gerd Kluger wrote:
Heraus kamen aber Halbwellen, die nur unterschiedlich weit
runtergingen, so im Bereich bis mehre V, bis Null runter
ging praktisch keine.

Ohne Erfahrung in der Richtung zu haben, was ist mit den parasitären
Kapazitäten der Dioden?

Müssten die nicht über den Widerstand zwischen + und - abgeleitet
werden?

Gruß
Gerd

 

[Gerd Kluger]

"Dieter Wiedmann" <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote in message news:4394551E.3993B507@t-online.de...

Gerd Kluger schrieb:

Ich hab ja schon an irgendwelche Streukapazitäten gedacht,

C_j0, Sperrschichtkapazität!



aber nachdem
der Gleichrichter ja über einen Widerstand abgeschlossen ist ...

Eben, über einen Widerstand. Mach den mal kleiner oder die setz die
Frequenz runter.

Hey, Widerstand ist doch nur 10k und f=50Hz, argg ich sehe grad, 15pF (!)
das macht, ... Tau = 150usec, ok, jetzt wird einiges klarer.

Danke.
Gerd

 

[Dieter Wiedmann]

Gerd Kluger schrieb:

Hey, Widerstand ist doch nur 10k und f=50Hz, argg ich sehe grad, 15pF (!)
das macht, ... Tau = 150usec, ok, jetzt wird einiges klarer.

15pF hat die 1N4002 bei einigen Volt, C_j0 ist sicherlich um einiges
höher.


Gruß Dieter

 

[Helmut Sennewald]

"Gerd Kluger" <gerd.kluger@yahoo.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dn196n$1sm$1@news.sap-ag.de...

Hallo,

ich habe mal am Wochenende ein bischen mit Pspice rumgespielt,
leider hat meine Schaltung nicht das gemacht, was sie sollte :-(
Ich habe das Ganze dann soweit reduziert, bis nur noch die
Brückengleichrichtung übrig geblieben ist, also:

- Wechselspannungsquelle (50Hz, 50V, 0V Offsset)
- 4 Dioden 4002 in Brückenschaltung
- Die Brücke zwischen + und - mit einem Widerstand belastet.

Ich hätte jetzt angenommen, zwischen + und - am Gleichrichter
die Halbwellen zu sehen, die auch schön bis 0V (GND an -)
herunterreichen. Eigentlich müßte das Nullpotential sogar
eine Zeitlang gehalten werden (nämlich so lange, wie die
Wechselspannung den Bereich zwischen +1,4 und -1,4V durchläuft,
da ja die Dioden dazwischen nicht leiten):

. .
\ /
_ _ \____/_ _ _
0V

Heraus kamen aber Halbwellen, die nur unterschiedlich weit
runtergingen, so im Bereich bis mehre V, bis Null runter
ging praktisch keine.

Ist das jetzt eine Ungenauigkeit in der Simulation oder
tritt der Effekt tatsächlich auf. Hätte ich ein Oszi
da gehabt, hätte ich mich natürlich gleich über den
nächstbesten Gleichrichter her gemacht.

Gruß
Gerd

Hallo Gerd,

du hast schlicht vergessen PSPICE eine Vorgabe für den
minimalen Simulationsschritt zu machen. PSPICE schätzt
dann anhand der Signale wie "grob" es denn sein darf.
Das geht natürlich oft daneben und führt zu "lustigen" Kurven.
Es hat nichts mit der Diodenkapazität zu tun da diese
nur ca. 50pF ist. Das ergibt mit deiner Last von 10kOhm
gerade mal eine Zeitkonstante von 1us wenn ich die
Kapazität von 2 Dioden annehme.


Gehe zu
Analysis -> Setup -> Transient -> Step Ceiling

Trage dort z.B. 100u ein.

Simuliere noch einmal und schon kommt das richtige
Ergebnis heraus.

Gruß
Helmut

PS: Ich empfehle LTspice da es keine Einschränkungen
bezüglich Schaltungsgröße hat und kostenlos ist.

http://ltspice.linear.com/software/swcadiii.exe

Support gibt es hier.
http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

 

[Joerg]

Hallo Helmut,

PS: Ich empfehle LTspice da es keine Einschränkungen
bezüglich Schaltungsgröße hat und kostenlos ist.

Ist ein gutes Programm. Aber ich empfehle Rechenstab, Loetkolben, Tasse
Kaffee :-D

Hatte gestern mal wieder so einen tollen Effekt. Aus dem Ruder laufen
eines Schaltregler simuliert. BSS123 ging locker bis 200V. In der echten
Welt haette das einen gepflegten Knall gegeben.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Dieter Wiedmann]

Helmut Sennewald schrieb:

du hast schlicht vergessen PSPICE eine Vorgabe für den
minimalen Simulationsschritt zu machen. PSPICE schätzt
dann anhand der Signale wie "grob" es denn sein darf.
Das geht natürlich oft daneben und führt zu "lustigen" Kurven.

Da hast du wohl recht. Ich hab im OP völlig übersehen, dass von
'mehreren Volt' die Rede war.

Es hat nichts mit der Diodenkapazität zu tun da diese
nur ca. 50pF ist.

Gerade mal gemessen, C_j0=70-100pF, 1N4004 unbekannter Herstellung.


Gruß Dieter

 

[Helmut Sennewald]

"Joerg" <notthisjoergsch@removethispacbell.net> schrieb im Newsbeitrag
news:%71lf.29172$q%.22190@newssvr12.news.prodigy.com...

Hallo Helmut,

PS: Ich empfehle LTspice da es keine Einschränkungen
bezüglich Schaltungsgröße hat und kostenlos ist.


Ist ein gutes Programm. Aber ich empfehle Rechenstab, Loetkolben, Tasse
Kaffee :-D

Hatte gestern mal wieder so einen tollen Effekt. Aus dem Ruder laufen
eines Schaltregler simuliert. BSS123 ging locker bis 200V. In der echten
Welt haette das einen gepflegten Knall gegeben.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

Hallo Joerg,

wer mit SPICE simuliert muß sich immer auch über
die Modelle informieren. Im Transistormodell gibt
es leider keine Durchbruchspannung. Die muß man
dann mit einer antiparallen Diode modellieren.

Schon kleine Schaltungen lassen sich viel schneller
in (LT-)SPICE simulieren. Große natürlich erst recht.

Hab mir gerade meinen alten Rechenschieber von CASTELL
von meiner Frau geben lassen. Die wußte noch wo er lag.
Hat auch e^x, sin(x) u.s.w.. Ja das waren noch Zeiten ...

Gruß
Helmut

 

[Joerg]

Hallo Helmut,

wer mit SPICE simuliert muß sich immer auch über
die Modelle informieren. Im Transistormodell gibt
es leider keine Durchbruchspannung. Die muß man
dann mit einer antiparallen Diode modellieren.

Schon kleine Schaltungen lassen sich viel schneller
in (LT-)SPICE simulieren. Große natürlich erst recht.

Es war LT Spice und da tauchte nach Rechtsklick auch der 100V Durchbruch
auf. War aber wohl nur in den bunten Bildchen drin.

Ansonsten ist Spice bzw. LTSpice schon eine feine Sache. Allerdings
nicht zum entwickeln, sondern zum untersuchen. Als der Tek beim Kunden
mal nicht in den Pikosekundenbereich ging, fand ich so die Ursache fuer
Qualitaetsprobleme im Feld bei einem T/R Switch. Das war noch zu Zeiten,
wo alles per Text eingehackt werden musste. Dafuer lief das aber auf dem
alten Wang 8086 Laptop mit 10MB Festplatte, waehrend der Intercity
gemuetlich den Rhein entlang zuckelte und bevor ich ueberhaupt beim
Kunden angekommen war.

Hab mir gerade meinen alten Rechenschieber von CASTELL
von meiner Frau geben lassen. Die wußte noch wo er lag.
Hat auch e^x, sin(x) u.s.w.. Ja das waren noch Zeiten ...

Hier ist auch einer aus deutschen Landen im Einsatz: Aristo Scholar VS.
Sin, arc, tan etc. Zwischen 2 und Pi etwas abgewetzt, aber das ist bei
EE Leuten wohl zu erwarten. Dann noch einige HF "Staebe", aber die sind
mehr aus Glanzpappe.

In der Schublade liegt immer ein Stoss Smith Charts. Als ich das
letztens einem Kunden zeigte, guckten mich die Ingenieure entgeistert
an. Das macht man doch nun per PC. Als sie dann sahen, wie sich eines
ihrer Rechenprobleme in zwei Minuten in Wohlgefallen aufloeste, waren
sie bekehrt. Und das mit einem billigen Plastezirkel, weil die echten
nicht mehr mit in den Flieger duerfen.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Gerd Kluger]

"Helmut Sennewald" <helmutsennewald@t-online.de> wrote in message news:dn25b4$cat$01$1@news.t-online.com...

du hast schlicht vergessen PSPICE eine Vorgabe für den
minimalen Simulationsschritt zu machen. PSPICE schätzt
dann anhand der Signale wie "grob" es denn sein darf.
Das geht natürlich oft daneben und führt zu "lustigen" Kurven.
Es hat nichts mit der Diodenkapazität zu tun da diese
nur ca. 50pF ist. Das ergibt mit deiner Last von 10kOhm
gerade mal eine Zeitkonstante von 1us wenn ich die
Kapazität von 2 Dioden annehme.


Gehe zu
Analysis -> Setup -> Transient -> Step Ceiling

Trage dort z.B. 100u ein.

Simuliere noch einmal und schon kommt das richtige
Ergebnis heraus.

Hallo Helmut,

ich hatte sowas zwar vermutet, habe allerdings keine
verdächtig hohe Schrittweite gefunden. Vielleicht habe
ich auch an der falschen Stelle geschaut, ich werde
Deinen Tipp auf jeden Fall heute abend nochmal ausprobieren.
Ein Indiz könnte jedenfalls noch folgendes sein: ich
habe gestern den Widerstand einfach mal auf 10 Ohm gesetzt,
das hat zwar ein bischen geholfen, es waren aber immer
noch nicht ok.

PS: Ich empfehle LTspice da es keine Einschränkungen
bezüglich Schaltungsgröße hat und kostenlos ist.

http://ltspice.linear.com/software/swcadiii.exe

Support gibt es hier.
http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Vielen Dank für den Hinweis. Ich wollte sowieso noch fragen,
welches xSpice ihr so verwendet. Die Version von Pspice die ich
habe ist ziemlich alt, läuft nicht besonders stabil und hat halt
die Einschränkung bezüglich der Schaltungsgröße.

Ich bin trotzdem ziemlich begeistert, werde mir aber bei nächster
Gelegenheit gleich mal das LTspice zu Gemüte führen.

Gruß
Gerd

 

[Gerd Kluger]

"Joerg" <notthisjoergsch@removethispacbell.net> wrote in message news:%71lf.29172$q%.22190@newssvr12.news.prodigy.com...

Hallo Helmut,

PS: Ich empfehle LTspice da es keine Einschränkungen
bezüglich Schaltungsgröße hat und kostenlos ist.


Ist ein gutes Programm. Aber ich empfehle Rechenstab, Loetkolben, Tasse Kaffee :-D

Hallo Joerg,

um den Rechenstab kommt man ja sowie nicht rum (obwohl der bei mir
mittlerweile von Excel ersetzt wurde ;-)

Aber das mit dem Lötkolben finde ich nicht, das dauert viel zu lange und
man muß die entsprechenden Bauteile da haben.

Dass eine mit Spice simulierte Schaltung auf Anhieb läuft würde ich
nie annehmen, aber als grobe Abschätzung, was gehen könnte und was
nicht, finde ich es großartig. Mal ein paar Alternativen ausprobieren
geht jedenfalls sehr viel flotter, als das Ganze auf dem Steckbrett
zu bauen.

Ich bin jedenfalls sehr begeistert.

Gruß
Gerd

 

[Dieter Wiedmann]

Gerd Kluger schrieb:

habe gestern den Widerstand einfach mal auf 10 Ohm gesetzt,
das hat zwar ein bischen geholfen, es waren aber immer
noch nicht ok.

Häng mal noch einen Kondensator von wenigen pF parallel, dann 'schätzt'
PSpice wohl gleich besser.


Gruß Dieter

 

[Gerd Kluger]

"Dieter Wiedmann" <Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote in ...

Helmut Sennewald schrieb:

du hast schlicht vergessen PSPICE eine Vorgabe für den
minimalen Simulationsschritt zu machen. PSPICE schätzt
dann anhand der Signale wie "grob" es denn sein darf.
Das geht natürlich oft daneben und führt zu "lustigen" Kurven.

Da hast du wohl recht. Ich hab im OP völlig übersehen, dass von
'mehreren Volt' die Rede war.

Trotzdem Danke für den Hinweis, ich habe mir bisher über die
Sperrkapazität nämlich keinerlei Gedanken gemacht ....

Es hat nichts mit der Diodenkapazität zu tun da diese
nur ca. 50pF ist.

Gerade mal gemessen, C_j0=70-100pF, 1N4004 unbekannter Herstellung.

.... insbesondere hätte ich nie gedacht, dass diese so groß
sein kann. Warum findet man eigentlich solche Angaben nicht
in den Datenblättern? Bei ON Semi z.B. stehen überhaupt keine
Kapazitätswerte in den Datenblättern für diese Dioden?

Gruß
Gerd