Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
TINA-TI simulacija
#1
Nacrtao sam u TINA-TI full bridge ispravljač i nešto neradim kako treba pošto na izlazu bi trebao da dobijem 24VAC x 1.414 = 33,936VDC a ja dobivam čudan broj od 9,34E-18..spojio sam otpornik i LED da "glumi" neko opterećenje...evo sheme i file...

01-18-2018, 12:47 PM


Attached Files
.tsc   APEX A-CLASS PSU.TSC (Size: 5,86 KB / Downloads: 2)
Reply
#2
TinaTI Multimetrom takve pojave nečeš odčitati, nije DC a nije ni 100Hz...
1. Upotrebiti Transient (vidi sliku)
2. Upotrebiti Osciloskop (vidi sliku), tu sam -Vee AC spregnuo i vidi se ripple 100Hz, to jest kako se puni Bulk kond

OK.
FullBridge rectifier aka Gretz nam sada radi

U simulacijama treba staviti neke postavke "as simple as possible!", znači punovalni ispravljač nam radi,
prekontrolisali smo iz te simulacije:
-ulazne napone peak
-ulazne struje peak (inrush!  to inače ubija diode)
-prelazne pojave na samim diodama i njihov ringing
-stanje napona izlaza glede potrošnje
(vidimo kako se menja izlazni ripple u odnosu upotrebljenog bulk konda i odabranog opterečenja)
....itd

Slično bi bilo i ako metnemo izmedju AC izvora i Diodnog mosta Trafo.
Tad nezna simulacija šta da radi jer primar i sva skalamerija ispred zapravo "lebdi",
nema nikakve reference prema GND (koja je glavna REFERENTNA tačka) i javiče sigurno neki Error!

Tada stavljamo neki otpornik ranga 10G izmedju neke tačke te skalamerije ispred primara i GND
(GND je na strani sekundara ili pak negdje u shematiku iza sekundara).

Sad iako je struja curenja zanemarljiva i ranga možda manja od femtoA,
simulacija zna opredjeliti naponski Potencijal svih tačaka te skalamerije,
koje zapravo električki gledano " i jeste neka druga dimenzija naspram simulacijskog okruženja sekundarne strane!"

...e sad možemo to zameniti naponom baterije ili nekog naponskog izvora DC vrednosti
i dodati mu sličan ripple u obliku serijskog vezanog AC izvora odgovarajuče amplitude i oblika.


Zapravo taj Ripple če nas zanimati samo u odredjivanju PSRR nekog sklopa na kojeg smo prikačili ovaj naš PSU.
Zato ga tek tada postavimo u taj shematik kog proučavamo, jer proučavamo njega a ne okačeno napajanje.
Okačeno napajanje posmatramo/proučavamo posebno.
Što je veča shema to je više matematičkih modela u njoj (spice modeli) i simulacija zatreba onda silne resourse...

To je za simulaciju "svetlosne godine" daleko lakše
(upotrebom lakšeg/jednostavnijeg modela-a zapravo kopiramo real time odziv-što i model jeste!),
nego "in real time" gledati kako se odgovarajuče veličine menjaju
(a svaki NODE ima u simulaciji podjednaku težinu prioritete(a) )

na izlaznim klemama na pogled tako vrlo jednostavnog sklopa
(a to matematički (što simulacija jeste) nije ni u najmanju ruku .... :-) )

[Image: attachment.php?aid=25686]

[Image: attachment.php?aid=25689]
Detajle oko formiranja odziva rippla na C_bulk nisam baš odradio vrhunski, prepuštam tebi... :-)
...imaš TinaTI file okačen.


01-18-2018, 03:59 PM

.tsc   Ronovar APEX A-CLASS PSU.TSC (Size: 2,39 MB / Downloads: 3)
.tsc   Ronovar APEX A-CLASS PSU sim Bulk.TSC (Size: 1,41 MB / Downloads: 2)
01-18-2018, 04:01 PM
LP
Dragan
Reply
#3
Zahvaljujem Dragan100, sad mi je jasno zasto to tako mora da bude ( ja sam očekivao da ću posliej greatza vidjeti DC komponentu i napon).

Zasto sam bas počeo sa greazton i punjenjem konda? Zanima me razlika između dva pristupa napajanja pa bih htio da vidim razliku oko napajačkog djela sa:

1. greatz i 2x4700uF kondovi
2. snubler -> greatz -> RCRC kombinacija

Dakle koja je razlika u PSSR-u, potiskivanje naponskog šuma i ona veličina kad se mjeri da npr napajanje potiskuje na nekvoj frekvenciji -120dB@20kHz.

Po svemu što sam čitao (a i sam imam napajanje 90% izgrađeno) je ova druga varijanta pa bih zelio naučiti iz simulacije koje su vrijednosti i prednosti i rezultate simulacije.

Plan mi je kad "shvatim" ulaznio dio simulacija uzeti APEX-ov shunt napajanje na 24VAC i zamjeniti ulazni dio greatz-2x4700uF sa RCRC kombinacijom...pa Dragan100 ako imaš vremena da napišeš mini tutorial usporedbu ove dvije kombinacije (posebno me zanima PSSR i što još ide uz karakteristike napajanja).

Evo i sheme koje je viktor1986 sredio sa RCRC kombinacijom pa mislim da bi prije ulaza na APEX shunt bila odlični upgrade po pitanju PSSR-a ali me zanima rezultati simulacije samo ovog djela.

01-18-2018, 04:38 PM
Reply
#4
Ne znam koliko precizno ti spice programi mogu napraviti simulaciju ALI za ovako jednostavna RLC napajanja, preporučam PSUD2, program je ODLIČAN,jednostavan za svladati jer simulira samo RLC napajanja, sa raznim varijacimama trafoa,greca i sl. Za njega mogu reći da ako pravilno ukucaš sve parametre u praksi dobiješ isti rezultat.
Reply
#5
Odlično...zahvaljujem Khadgar2007....skida se upravo program pa ću ga pokrenut da vidim parametre....cilj mi je naučiti od ljudi koji znaju da naučim kako se simulira i kako sklop radi...zato sam i pokrenuo ovu temu, jer nije mi jasno basno kako radi ovaj RCRC (pretpostavljam punjenje i praznjenje kondenzatora preko otpronika u vremenskoj konstanti), i koje su mu osobine PSSR-a, do koje frekvencije je potiskivanje suma i koliko, koliko je stabilan i tako te nekve osnovne stvari...jer bih volio naučiti kako to sve radi i sagraditi jedan strasan low noise shunt regulator za preampove.
Reply
#6
(01-18-2018, 04:46 PM)Khadgar2007 Wrote: Ne znam koliko precizno ti spice programi mogu napraviti simulaciju ALI za ovako jednostavna RLC napajanja, preporučam PSUD2, program je ODLIČAN,jednostavan za svladati jer simulira samo RLC napajanja, sa raznim varijacimama trafoa,greca i sl. Za  njega mogu reći da ako pravilno ukucaš sve parametre u praksi dobiješ isti rezultat.

Ne poznajem PSUD2,
a zapravo mogu tvrdjeti da je iza sličan matematički "engine", kao i u svakom od simulacijskih programa,
GUI je taj što je na kraju različit...i prikazuje nam "grafički" različito,inače isto!
Matematika je to, nemože drugčije, samo exzaktno!
...jedino kad se mu stave različite vrednosti nekih merenja (BW, FREQ, od-do merenja itd...)
pa je odziv siromašniji po prikazu informacija ili bogatiji informacijama,
inače ako napravimo "avarage" oba/svih isti nam je to rezultat na kraju (pa i mora bit! .. inače je nešto pogrešno definirano).

PSSR takvog sklopa nije teško odrediti:

24VAC=24*1,414=33,94Vpeak
to nam treba da definiramo AC izvor@50Hz
paralelno stavljamo Voltmetar ili OpenCircuit
(takodjer na njegovim otvorenim kontaktima možemo meriti slično kao kod Xmetra)

Onda bi išao CRC snubber by Braca koji umiruje resonantnost trafoa paralelno sekundaru
(več je ucrtan u priloženom shematiku)
(inače što manji trafo po snazi to veča potreba po ovom snabberu, i ne zaboraviti podsetiti tu temu...!)

Onda tu dodje FullBridge aka Gretz i onda RCRC (po priloženoj shemi)

Izlaz opteretimo sa predvidjenim potrošačem, tu je strujni generator u ulozi ponora 100mA DC,
a može biti i kombiniran DC+Ac1+Ac2+Ac3... da se približimo željenom obliku realnog potrošača.

Transit od 1msec nam pokaže željene vrednosti (tamo gdje smo stavili neki metar ili Voltage pin)
Po Xosi smanjimo skalu i pogledajmo samo izmedju 980usec i 1000usec, tu se tranzicija skoro več umiri!
Izlazni napon na levoj strani smanjimo i postavimo 28,8170V i 28,8300V,
i imamo lepu sliku rippla sa DC komponentom (28,8170+28,830)/2
upotrebom kursora A i B u menuju dobijemo razliku vremena (x) i razliku napona (y)
što nam dodje 12,8mVpp (peak-to-peak) što nam je i OUT_ripple_pp

Ulazni napon sklopa (punovalni neregulisani RCRC napajač) ima 67,78Vpp. Što je i IN_ripple_pp

Po definiciji imamo
PSRR(@100Hz) = 20log(OUT_ripple_pp/IN_ripple_pp)=20log(12,8E-003/67,78)
= -74,5dB@100Hz PSRR @100mADC LOAD

Dobičemo naravno različite odzive sa različitom potrošnjom i različite odzive na različitim freq.
Zapravo jednu celu familiju grafova odredjenih tačaka merenja.

Post procesing u TinaTI nam omogučuje da ovo gornje razširimo na šire freq područje:
https://training.ti.com/ti-precision-lab...n?cu=14685

i dobijemo PSRR/freq graf
...ako razširimo i sa promenom/sweep izlaznog opterečenja (strujni generator) od-do izlaznog ponora od 1mA do 200mA
dobičemo zapravo tu familiju grafova.

Pošto je RCRC LP filter, zanima nas PSRR 100Hz ponajviše
(najsnažnija komponenta izlaza iz gretza, tu su onda i viši harmonici i sve interferencijske smetneje), sve više freq imaju više slabljenje
kao kod svakog LP filtra, tu imamo dupli LP filter RC i RC, pa možemo očekivati 12+12= 24db/dec slabljenja prema višim freq


[Image: attachment.php?aid=25691]


01-18-2018, 06:18 PM

.tsc   Ronovar RCRC.TSC (Size: 11,02 KB / Downloads: 2)
LP
Dragan
Reply
#7
Nakon detaljnog čitanja nisam uspio da dobim kod transient simulacije vrijednosti..dobivam nekve čudne krivulje...i primjetio sam da mi izlazni napon ide od 0 do -40mVDC sto nikako ne odgovara izlaznom naponu koji treba da bude (oko 28,81VDC).

U Tina-TI kliknuo sam na Analysis -> Transient... -> Start Display 0 a pod End Display sam ukucao 1m i označeno je Calculate Operating Point...klikom na OK dobivam kao na slici:

01-18-2018, 11:21 PM


Koliko sam primjetio VM3 je izlazni napon na voltmetru i on bi trebao da bude kao na tvojoj simulaciji oko 28,81VDC a ja dobivam blizu -40mV....pa mi sada nije ništa jasno?
Reply
#8
Nije ti dovoljno velik period simulacije. 50Hz ima period od 20mS, što znači da ti treba bar toliko da bi video nešto, kod tebe je 1mS.

EDIT: Tu gde si kucao 1m, stavi više, 20m je dovoljno za jedan period, ali to nije dovoljno da se napune kondenzatori pri prvom paljenju. Tako da bi najbolje bilo da staviš recimo 1s, i onda da zumiraš.
Reply
#9
Postavio na 1s...zumirao kao kod Dragana100 da mi bude od 980ms do 1s VM1, 24VAC i IG1 štimaju...no VM2 i VM3 su mi prazni kad se zumira...

01-19-2018, 12:06 AM
Reply
#10
:-)
Ja pričam o usec, a sad vidim grešku...
Simulacija neka traje barem 1sec, i onda zumiramo na tih 980msec-1sec

Onda mora biti slika identična onoj što sam postavio, možda treba po y-osi (naponu) promeniti vrednosti, povečati preciznost recimo na 4-5 brojeva...itd

To da su VM2 i VM3 prazni može biti od toga, da su ostale granice napona od predhodne simulacije.
povečaj prvo granice na recimo +/-35V, pronadješ odziv, pa tek onda zumiraš...
LP
Dragan
Reply
#11
E to je to...sada mislim da sam dobio ono kako treba da bude..evo i slike što sam dobio i kako sam uzimao vrijednosti OUT_ripple_ppIN_ripple_pp, dobio sam sam točno kako treba...e sad pitanje...ako preamp ima mirnu struju recimo 30mA, dali treba kao kod pojačala računati 2,5x veču struju (kao što je to kod AB klase kod odabira toroida) ili se računa 30mA potrošnja preampa + 5-10% uzeti više od te vrijednosti mirne struje da se bude na sigurnoj strani te da ne obara napon ako ta struja poraste s vremenom kod uključenja na 40mA.

I ono što sam primjetio da na manjim opterečenjima PSSR krivulja je više ravnija nego kod večeg opterečenja..sve u svemu jakoo dobro "pegla" ova RCRC kombinacija ulazni sinusnoidni signal.

I koje su još karakteristike kod simulacije PSU-a da se vidi kvaliteta....ovo mi je sada sa PSSR-om posvje jasno.

Pošto se radi o potiskivanju smetnji iz naponske gradske mreže, razumijem da više od 100Hz frekvencije nema smisla raditi na RCRC kombinaciji, jer viša frekvencija ne ulazi u PSU. 
Kad se doda shunt sklop direkt na ispravljač onda bi trebalo da se gleda frekventni odaziv potiskivanje šuma od 1Hz pa do 1MHz?

01-19-2018, 09:50 AM




Probao sam za opterećenje struje od 30mA i dobivam:

OUT_ripple_pp = 4,45mVpp

Pošto je IN_ripple_pp konstantan za ulazni napon od 24VAC = 67,78Vpp, po formuli PSSR@100Hz i 30mA opterećenja dobivam:

-83,65dB@100Hz PSRR @30mADC LOAD

Također našao sam i formulu za izračun koliko izlazne smetnje dolazi na izlazu kod proračuna ulazne smetnje i PSSR-a:

20log (1V // 1mV/100) = 100dB

Od 1V smetnje na ulazu ostalo bi 1mV smetnje na izlazu i za to nam treba PSSR od 100dB@100Hz PSSR @100mADC LOAD, dakle po gornjoj simulaciji sa -74,42dB PSSR-a dobivamo:

20log (1V // 0,019mV/100) = 74,42dB

Dakle od 1V smetnje na ulazu ostat će 19uV smetnje na izlazu...što mi djeluje jako malo...kako gore poboljšati PSSR da bude minimalno 100dB na loadu 100mA i frekvenciji potiska 100Hz (ulazna naponska mreza AC) ? Možda dodati RLC kombinaciju?
Reply
#12
Uzeo sam is malo vremena te iscrtao shemu APEX A-Class Shunt Regulatora...pa me zanima kako simulirati:

- BW: (1Hz - 10MHz)
- PSSR
- Noise
- Izlazna impendancija
- Stabilnost izlaznog napona do koje granice mA moze da drzi stabilno 24VDC (pretpostavjam da do 60mA posto mi simulacija na otporniku prikazuje R7(22R) pokazuje 63,33mA)

U prilogu je shema i TINA simulacijski file...

01-20-2018, 08:14 PM


Attached Files
.tsc   APEX_SHUNT.TSC (Size: 12,9 KB / Downloads: 5)
Reply
#13
(01-20-2018, 08:16 PM)ronovar Wrote: Uzeo sam is malo vremena te iscrtao shemu APEX A-Class Shunt Regulatora...pa me zanima kako simulirati:

- BW: (1Hz - 10MHz)
- PSSR
- Noise
- Izlazna impendancija
- Stabilnost izlaznog napona do koje granice mA moze da drzi stabilno 24VDC (pretpostavjam da do 60mA posto mi simulacija na otporniku prikazuje R7(22R) pokazuje 63,33mA)

U prilogu je shema i TINA simulacijski file...

BW kod napajanja neznam zašto bi ga merili, inače može se ga, PSRR je takodjer merenje BW,
to jest koliko nam napajanje slabi/pojača odredjenu freq.

Izlaz opteretimo, recimo sa 25mADC, otpornikom 24,00VDC/25mADC = 960R
Trimerom podesimo izlazni napon na tačnih 24,00VDC sada sa tim opterečenjem.

1. BW, na ulazu postavimo DC komponentu 33,9VDC
i u seriji još AC signal generator sa offsetom 0VDC i AC signalom Sinus 10mVAC 100Hz
AC signal neka bude sinus, definicija drugih parametra sada nije ni važna, (možemo staviti i 1VAC 10KHz...),
jer sa AC analizom programski Sweep-ujemo AC generator od-do freq,
a signal se automatski/programski postavlja na razinu da izlaz nije u saturaciji.
Ja ga inače predvidjim tolike veličine da izlaz zaista nije u klippingu/saturaciji
(recimo AC gen 10mV - 100Hz, pošto baš takav če nam zatrebati kod drugih merenja).

U Menuju Analysis/AC Analysis/AC Transfer characteristic, postavimo Start freq (10mHz) i Stop freq(1MHz),
odaberemo sa kolikom preciznošču nam zatreba odziv:  Points (1000)
odaberemo Logaritamski odziv (tako smo naučeni, pošto su podjednako prezentirani i grafovi u raznim DS...)
i odaberemo kakav odziv neka nam izriše : Amplitude&Phase ili kako ga poznajemo Bode graf

I dobijemo izrisan odziv BW (Pojačanje/freq i fazni stav) - vidi prvi graf desno gore)

Sad neznam šta da gledamo u ovom odzivu:
-nekako se nazire odziv Error ampa (ali ga drugačije definiramo, ali kasnije sa Post processingom)
-takodjer možemo vidjeti kakav če nam biti PSRR

2.Izlazni šum
U menuju Analysis/Noise Analysis odaberemo Output noise, definiramo BW sa Start-Stop freq, koliko tačaka preciznosti
i koliku S/N signal amplitudu želimo, tu je po defaultu 1Vpeak,
ako želimo dodatne informacije, tu je i Help gdje nam obširno opiše šta i kako sa Noise merenjima...

3. PSRR
Tu treba več upotrebiti Post processing,
Pošto nam je PSRR/freq gledačemo AC odziv izlaza prema unošenim smetnjama na ulazu napajača.
AC generator postavimo bez offseta, 10mVpeak i 100Hz freq, definiramo ga kao ulaz (input) ako več nije.
Izlaz malo prepravimo da gledamo samo AC, uguramo VoltageControledVoltageSource VCVS sa pojačanjem 1,
na ulaz mu stavimo rasprezni 10uF kond i 1M ulaznog opterečenja prema GND
(tako neče ta tačka lebdjeti, što bi nam Tina javila kao error)
a na izlazu V-metar i definiramo ga kao izlaz (najverovatnije biče več tako definiran).

Pokrenemo Noise analizu, Start/Stop/...
Iscrtat če nam neke krive koje zapravo sada ni netrebamo.

Pronadjemo dugme (+ sa 3x~~~, to je dugme za PostProcessing) i otvorit če se nam prozor Post Processor,
levo imat čemo več sve tačke iz našeg shematika kao Voltage points ili Nodes, onda i sve struje i itd neke druge meritve
Stisnemo na desnoj dugme More i otvorit če nam se ispod i neki dodatni red, gdje možemo sada definirati kakvu krivu
hočemo da nam izriše.

PSRR = 20log (V_ac_out/V_ac_in)

i to nam da podatak koliko pojačanja/slabljenja ima naše napajanje, rezultat če biti naravno negativan!
Ako hočemo da je podatak pozitivan potrebno je u taj red PostProcessinga staviti sledeče:

(Vout(s)/V_ACin(s))^(-1)

Tina odradi automatski 20log tog izraza, i dobivamo krivu kao što je prezentirana sa 3.slikom desno PSRR,
ostale krive koje su nam još iscrtane označimo i ako jih netrebamo - delete!

4. Stabilnost izlaznog napona/opterečenju
Ispod menuja, krajne desno imamo dugme sa jednim otpornikom 1K
kliknemo na njega i prenesemo funkciju na naše opterečenje, otpornik na izlazu napajača
onda definiramo koliki je min i max tog otpornika i koliko koraka neka napravi.
Start 10R
Stop 2K
Number of cases 10
Linear sweep type

Menu/Transient: Start 0, Stop 1sec
I dobijemo familiju kriva Vout/opterečenju
Naknadno odaberemo Sweep izlaznog opterečenja izmedju 350R i 2K, jer vidimo da kod 350R opterečenja več počinje drastično klecati izlazni napon, ponovimo Transient...

Otpornik R7-22R možemo i smanjiti i ponoviti ovu analizu

5. Izlazna impedanca

Izlazna impedanca je definirana kao Zout(s) = Vout(s)/Iout(s)

Pa je tako treba i definirati u PostProcessingu
Umesto izlaznog opterečenja Rload stavimo Strujni generator, definiramo mu amplitudu 10mA i freq 1K
Upotrebimo analizu Noise, i sa PostProcesing dugmetom definiramo našu Zout

Upišemo Vout(s)/(100*Iout(s)), ...x100 je zbog toga što smo upotrebili 10mA umesto 1A, koji bi nam oborio izlaz,
a tako imamo i krivu V/A što je i naša Zout u Ohm-ima
Umesto tog faktora x100 možemo u prikazu vertikalne skale postaviti faktor x0,01 (10m) i izris biče identičan

01-21-2018, 12:49 PM

.tsc   APEX_SHUNT.TSC (Size: 331,94 KB / Downloads: 2)
LP
Dragan
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)