Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PFC-Stufe in LT Spice simulieren


von Dan M. (luizaranha)


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Hallo zusammen,

habe eine Frage zur Leistungsfaktorkorrektur. Für ein Projekt muss ich 
in LTspice eine PFC-Stufe als Boost-converter entwickeln.
Der Schalter des Hochsetzsteller muss dabei immer für eine gewisse Zeit 
ton ein sein (je nach Leistung). Der Einschaltbefehl soll kommen, wenn 
der Spulenstrom nach "ladung" durch die EInschaltzeit wieder auf null 
abgefallen ist.
Da ich in LTspice noch nicht so die AHnung habe, daher folgende Frage:

Wie kann man in LTspice einem Schalter sagen, dass er für eine bestimmte 
Zeit eingeschaltet sein soll und wie kann ich bei einem Event 
(Spulenstrom =0) den Einschaltbefehl eines Schalters geben.

Gruss Daniel

von Sebastian (Gast)


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Wofür benötigst Du denn die Simulation? Du willst das Ding doch 
entwickeln!

Zu den gängigen PFC-Controllern gib es Application Notes, mit denen Du 
die benötigten Bauteilparameter ganz einfach mit Papier, Bleistift, 
Taschenrechner ausrechnen kannst. Wenn Du dann immer noch am 
Stromverlauf interessiert bist, kannst Du das mit Excel einfacher 
ausrechnen und darstellen als mit Spice.

Meine Literaturempfehlung wäre die AN-6961 von Fairchild. Der zugehörige 
Controller FAN6961 ist auch sehr empfehlenswert: preisgünstig, simpel in 
der Beschaltung und so gut wie nicht kaputtzukriegen.

von Dan M. (luizaranha)


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Hi danke für deine Antwort......nein, nein, das ist fürs studium, ich 
möchte keinen fertigen Controller, ich möchte das Modell für die PFC 
selber machen, bzw. ansteuern.....also ohne vorgegebenen 
controller.......

von Sebastian (Gast)


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Dann müsstest Du wohl wesentliche Elemente des Controllers und des 
Drumherums nachbauen:

- Drossel mit Hilfswicklung für Zero Current Detection
- Komparatoren
- RS-FlipFlop
- Zeitglied (z.B. RC gespeist aus dem Q vom FlipFlop) für ton

Falls Du innerhalb von Spice zusätzlich noch ton regeln willst, wird das 
ganze bedeutend aufwendiger.

von Dan M. (luizaranha)


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Hey,

also das ganze soll ein Boost converter sein. Mit ohmscher Last am 
Ausgang.
Das heisst, die PFC-stufe soll auf einen feste Leistung eingestellt 
werden.

Für mich gilt es jetzt erstmal das ganze mit idealen Bauteilen zu 
machen. Dabei meine ich, dass die Steuerung des Schalters das größte 
Problem wird.

Die EInschaltzeit soll dabei gleich bleiben (wg. konstanter Last).

Also kann ich die Schaltbefehle also nicht über Spice code oder so 
erledigen?? Ich muss das ganze also analog realisieren??

gruss und danke !

von Sebastian (Gast)


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Du kannst auch versuchen, alles in eine "behavioral voltage source" 
reinzustopfen. Allerding wird das unübersichtlich.

von Sebastian (Gast)


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Achso: Das simpelste Simulationsmodell wäre eine Stromquelle, die den 
gewünschten Drosselstrom abgibt, ein Kondensator und Deine Last. Den 
Stromverlauf rechnest Du Dir vorab mit Excel aus (s.o.) und exportierst 
ihn in ein Textfile für die PWL-Stromquelle.

von Dan M. (luizaranha)


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Hi Sebastian,

Hmm , am liebst wäre mir schon das analog zu realisieren....

Gibt es nicht die möglichkeit,den Steuerstromkreis als ideal zu 
programmieren. Ich möchte eigentlich den Hauptstromkreis mit SPule 
Zwischenkreiskondensator usw. als reale Modelle hinterlegen, und nur die 
ansteuerung und sensorik irgendwie ideal realisieren?? Kann man in 
Ltspice über einen Spice code z.B. die Stromnullerkennung durchführen?

von Sebastian (Gast)


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Außer dem Komparator sind alle Elemente der Steuerung als ideale 
Komponenten bei LTSpice vorhanden. Statt des Komparators tut es aber 
auch der (auf Wunsch ideale) voltage controlled switch.

Ansonsten tut es auch eine behavioral voltage source für die ZCD: BV 1 2 
V=inv(2000*I(L1)) geht zum Beispiel von 0V auf 1V, wenn der Strom durch 
L1 1mA unterschreitet.

von Helmut S. (helmuts)


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Neben den B-Quellen gibt es noch A-Bauteile.
Die findest du in [Digital].
Da gibt es z. B. einen Schmitt-Trigger mit Differenzeingang. Den nimmst 
du als Komparator. Du kannst ja die Hysterese ganz kleinstellen (z. B. 
1mV).

von Dan M. (luizaranha)


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Hi, also erstmal vielen Dank für die super Hilfe.

Die ZCD bekomm ich dann wohl hin. Wos aber noch ein bisschen hapert, ist 
mit dem Zeitmanagment,

Muss ich um z.B. eine Einschaltzeit von 10us zu realisieren, einen 
integrator nehmen, der die Steigung eins hat, und dann den Spannungswert 
nach dem Integrierer mit einem Komparator vergleichen, wenn die 10us 
vorbei sind...?

von Sebastian (Gast)


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Entweder baust Du Dir mit einer weiteren behavioral voltage source einen 
Integrator oder Du nimmst ein RC-Glied. Der Teil mit dem Komparator ist 
jedenfalls richtig. Nullsetzen des Integrators/Kondensators nicht 
vergessen!

von Helmut S. (helmuts)


Angehängte Dateien:

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Hallo Daniel,
Hab dir mal ein Beispiel angehängt.
Helmut

von Dan M. (luizaranha)


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Hi Helmut,
vielen Dank, echt genial, ich werd das jetzt erstmal verstehen müssen. 
Jetzt hab ich mal eine grundidee.

Schönen Abend noch !

Gruss Daniel

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