Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTSpice GND Problem


von Patric v. (vloewis)


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Hallo!

LTSpice/Spice braucht ja zur Berechnung immer mindestens eine 
GND-Referenz.

Frage: sollte es nicht egal sein wo GND ist, solange ein ohmscher Pfad
zu allen Teilnetzen existiert?

Problem: ich habe zwei Bauteile/Subcircuits, die bei Standardbeschaltung
GND Pin an GND wunderbar funktionieren. Ändere ich nun einfach die
Position des einzigen GND-Symbols meiner Schaltung, so funktionieren
diese Bauteile nicht mehr, obwohl sich relativ gesehen nichts ändert.

Frage: gibt es bei den .subckt Definitionen quasi globale Potentiale,
auf die diese Subcircuits zugreifen? Wenn ja, warum?

Danke fürs Lesen & etwaige Antworten im Voraus.

Patric

von M.A. S. (mse2)


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Ich weiß es nicht, würde es Deiner Beschreibung nach aber vermuten.
Hast Du Dir den Quelltext der Subcircuits mal angesehen?
Falls da '0' als Knotennummer steht, würde ich davon ausgehen, dass es 
so ist.
Andersherum gefragt: Hat Dein Subcircuits denn einen Versorgungseingang, 
den man normalerweise auf GND legt?

von Patric v. (vloewis)


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Zeile des Codes:
.SUBCKT IR2184 VCC IN SD com VB HO VS LO

... Ja und dann wird es sehr unübersichtlich

"com" ist der GND-Pin

Soweit ich es verstehe ist die Syntax in der Form

Bauteil (Default sind D,R,Q...) Netz1 Netz2 Netz3 ...

Braucht das Bauteil individuelle Parameter, so wird per .MODEL Anweisung
eine Instanz kreiert mit

.MODEL Instanzname Bauteil Parameterlist

ab da hört mein diffuses Wissen auf.

Suche ich im Quelltext nach 0 finde ich zwei Zeilen

E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 0 VALUE { V(VCC) * 0.0+15V+V(com) 
}

E_MD1_Trig2_ABM18         MD1_Trig2_7 0 VALUE { V(VCC) * 0.0+15V+V(com) 
}

Die Suche nach _0 ergibt mehrere Zeilen der Art

R_MD5_OHS_R1         HO MD5_OHS_2 18.3 TC=0, 0

wobei der gleiche Teil der "TC=0, 0" Teil ist (Temperaturkoeffizient?)

Gibt es irgendwo eine (lesbare) Syntaxbeschreibung?

Also wenn '0' unabhängig von den Eingangspins den globalen GND 
definiert,
so müsste sich das Problem umgehen lassen, wenn ich die zwei Zeilen in
die Form

E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 V(com) VALUE { V(VCC)*15V+V(com)}

oder

E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 com VALUE { V(VCC)*15V+V(com)}

umstricke?

Ich probiere es mal aus. Ergebnis kommt später hier.
Erstmal  Danke für den Hinweis!

G P

von Davis (Gast)


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Patric vL schrieb:

> Gibt es irgendwo eine (lesbare) Syntaxbeschreibung?

Nein, die sehen auch nur so aus wie deine Beiträge.

von Helmut S. (helmuts)


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Das Netz "com" ist erstmal nicht Netz 0 sondern ein beliebiges Netz. 
Erst wenn du das außen an Netz 0(GND) legst, ist es an Netz 0.

von Patric v. (vloewis)


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Test Änderung in

E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 com VALUE { V(VCC)*15V+V(com) }

Ergebnis Simulation mit GND/0 an GND/com Pin keine Änderung.
Ergebnis Simulation mit GND/0 an anderer Stelle, geht nicht.

Ich habe noch ein paar andere Kombinationen probiert... kein Erfolg
Syntaxfehler.
Gibt es noch andere globale Netze?
Oder ich habe da irgendwas nicht verstanden bzgl. der Simulation.
Es muss doch möglich sein Schaltungen mit bipolarer Stromversorgung
zu simulieren?

G P

von troll (Gast)


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Häng mal die asc-Dateien und alle Abhängigkeiten an. So wird das nichts.

von M. K. (sylaina)


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Wo du GND (den Bezugspunkt also) hinlegst ist egal aber wenn dein 
Modell/Subcircuit nicht mehr funktioniert wenn du GND an einen anderen 
Punkt legst überprüfe zunächst einmal ob du durch das Verlegen des GNDs 
nicht auch die Potentialdifferenzen zum com-Anschluss deines Models 
verändert hast. Ich denke dass das dein Problem sein wird und deshalb 
dein Model nicht mehr funktioniert.

von Patric v. (vloewis)


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Erstmal eine Korrektur:

Die Originalzeile ist:
1
E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 0 VALUE { V(VCC) * 0.0+15V+V(com) }
vorhin ist der "0.0+"-Teil verschwunden.

Varianten ausprobiert:
1
E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 com VALUE { V(VCC) * 0.0+15V+V(com) }
2
E_MD1_Trig1_ABM18         MD1_Trig1_7 com VALUE { V(VCC)+V(com) }

Ergebnis GND/0 an GND/com-Pin alles geht, woanders, geht nicht.
Ich hoffe das Dateianhängen hat funktioniert.
Die Änderung nach der nichts mehr geht ist das Umsetzen des GND von
eingezeichneter Stelle an den negativen Anschluss der 24V Versorgung.
Das Ganze soll ein Inverter werden, der mir zu den 24V -5V@2.5A dazu
gibt.

LG P

von Helmut S. (helmuts)


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Die 12V und die 24V-Quelle gehören mit Masse verbunden und nicht mit der 
positiven Ausgangsspannung.

von Patric v. (vloewis)


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Helmut S. schrieb:
> Die 12V und die 24V-Quelle gehören mit Masse verbunden und nicht mit der
> positiven Ausgangsspannung.

Ja. Und genau dann funktioniert es nicht mehr. Genau das ist das 
Problem.

von Gregor B. (Gast)


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Patric vL schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>
>> Die 12V und die 24V-Quelle gehören mit Masse verbunden und nicht mit der
>
>> positiven Ausgangsspannung.
>
>
>
> Ja. Und genau dann funktioniert es nicht mehr. Genau das ist das
>
> Problem.

Versuch mal eine hochohmige Verbindung zu GND, z.B. über 10-100 Meg.

von Patric v. (vloewis)


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Ausprobiert als 10K Bypass an L3 mit 24V/12V Minus an GND.
Zip.

Danke an Alle, ich werfe das Handtuch & teste erstmal mit 2 2184
als high Side driver.

von Helmut S. (helmuts)


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Patric vL schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Die 12V und die 24V-Quelle gehören mit Masse verbunden und nicht mit der
>> positiven Ausgangsspannung.
>
> Ja. Und genau dann funktioniert es nicht mehr. Genau das ist das
> Problem.

So wie du das verdrahtet hast ist es doch total falsch. Das ist doch 
Unsinn.

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:

> So wie du das verdrahtet hast ist es doch total falsch. Das ist doch
> Unsinn.

Aber ist doch hoechst Energiespareng: Das IC wird von der 
Signalspannungquelle versorgt ;-)


Gruss

Michael

von M. K. (sylaina)


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Michael Roek schrieb:
> Aber ist doch hoechst Energiespareng: Das IC wird von der
> Signalspannungquelle versorgt ;-)

Kann ja auch Vorteile haben :D

von Patric v. (vloewis)


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Nö.

Wenn das 2184 Modell nicht so zickig wäre...
setzt man GND an den GND Eingang vom Chip,
arbeitet sich der Zweig, je nach Tastverhältnis des PWM-Signales
runter (eingestellt sind -5V) bei einem Strom von 2.5A durch R2,
der Last.
Mit ein paar Tricks bzgl. Bootstrapping, einer Regelung (fertig)
wird daraus eine verlustarmer, leistungsregelbarer Inverter, bei
dem das GND-Potential erhalten bleibt.
Ich würde gerne die ganze Schaltung simulieren, bevor ich das
ganze baue, aber weil ich zwei Chips habe, die sich bzgl. GND
zickig anstellen geht das nicht zusammen. Und der Teil, der mich
vollkommen irritiert ist, dass das Funktionieren der .SUBCKTs
von einem globalen GND abhängt, obwohl es dafür, für mich zumindest,
keinerlei einleuchtenden Grund gibt.
Wäre die Schaltung vollkommener Unsinn, würde sie gar nicht
funktionieren.

von Helmut S. (helmuts)


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Dann bau die doch so wie in deinem Schaltplan. Dann bist du aber bei 
deinen Kollegen als Entwickler unten durch.

von Patric v. (vloewis)


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Tja... wir sind hier nur Physiker und ich bin der Elektronik-
einzelkämpfer, also welche Kollegen? Was zählt ist, dass es
funktioniert, oder etwa nicht?

Leider sind Regelungen nicht so mein Ding und wenn das Ding
anfängt zu Schunkeln wird's teuer, daher baue ich ungern
Schaltungen, die nicht wenigstens im Simulator funktionieren.
Da wird dann möglichst auf 0Hz runtergeprügelt.
Der Abgleich mit der Realität ist ja für gewöhnlich übel genug :)

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo Patric,
hab dir mal ein Beispiel aus der LTspice Yahoo-Group angehängt. Da hatte 
auch mal jemand ein Problem mit einer Schaltung. Dem hatte ich dann 
geholfen. Die Schaltung rennt "nur" mit dem Alternate-Solver.
Control Panel -> SPICE -> Solver: Alternate

Das baust du jetzt auf deine Schaltung um und mach um Himmelswillen die 
Spule am Ausgang in den Pluszweig und nicht in den Massepfad.


http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/

von Rolf S. (miromac)


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Patric vL schrieb:
> Das Ganze soll ein Inverter werden, der mir zu den 24V -5V@2.5A dazu
> gibt.

Patric vL schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Die 12V und die 24V-Quelle gehören mit Masse verbunden und nicht mit der
>> positiven Ausgangsspannung.
>
> Ja. Und genau dann funktioniert es nicht mehr. Genau das ist das
> Problem.

Patric vL schrieb:
> setzt man GND an den GND Eingang vom Chip,
> arbeitet sich der Zweig, je nach Tastverhältnis des PWM-Signales
> runter (eingestellt sind -5V) bei einem Strom von 2.5A durch R2,
> der Last.

Was auf den 1. Blick aussieht wie Buck-CVT mit pos. Uout,
ist (und soll sein) ein Buck-CVT,
dessen positiverer Ausgang (unterer pin von L1, oberer pin von R2)
als 0V = GND = Masse definiert werden muss
und dessen negativerer Ausgang (-5V) auf gleichem Potential liegt
(und liegen muss) wie "GND" vom IR2184 (im DB auch "COM" genannt)
und dem IR2184-Bezugspunkt des PWM-Signales
(V2, hier (fälschlicherweise) mit GND-Zeichen)).
Also alles -5V !

Die 12V und die 24V-Quelle sind also hier korrekt
mit 0V = GND = Masse verbunden

Die Verwirrung entsteht dadurch,
dass das aus der (hier nicht eingezeichneten) Regelung kommende 
PWM-Signal
vermutlich auf 0V = GND = Masse bezogen ist
und nun per Level-shifter auf die -5V bezogen werden muss.
Was hier also noch gebraucht wird, ist ein Level-shifter.

Bevor der Buck-CVT startet, liegt die -5V-rail auf GND-Potential.
Das ändert sich aber, WENN der Buck-CVT startet.

von Helmut S. (helmuts)


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> Was auf den 1. Blick aussieht wie Buck-CVT mit pos. Uout,
ist (und soll sein) ein Buck-CVT,
dessen positiverer Ausgang (unterer pin von L1, oberer pin von R2)
als 0V = GND = Masse definiert werden muss
und dessen negativerer Ausgang (-5V) auf gleichem Potential liegt
(und liegen muss) wie "GND" vom IR2184 (im DB auch "COM" genannt)
und dem IR2184-Bezugspunkt des PWM-Signales
(V2, hier (fälschlicherweise) mit GND-Zeichen)).
Also alles -5V !


Danke für die Erklärung. Ich hatte überhaupt nicht beachtet, dass das 
ein -5V Wandler werden soll. Jetzt ist mir klar warum die 
Spannungsquellen so ungewöhnlich verschaltet sind. Da nehme ich 
natürlich meine Aussage zurück, dass die Spannungsquellen falsch 
eingezeichnet wären.

von Rolf S. (miromac)


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Helmut S. schrieb:
> Ich hatte überhaupt nicht beachtet, dass das
> ein -5V Wandler werden soll.

Tja, so passiert's, wenn eine ELEMENTARE INFORMATION
erst so nebenbei im 9.(!) post erwähnt wird:

Patric vL schrieb:
> Das Ganze soll ein Inverter werden, der mir zu den 24V -5V@2.5A dazu
> gibt.

Und dann noch ein pin als "GND" bezeichnet ist, der nicht auf GND liegt.

von Patric v. (vloewis)


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Erstmal meinen Dank an alle, die mir hier helfen.
Ich bin für diese Woche krankgeschrieben, daher bitte ich
mein Schweigen zu entschuldigen und bei meinem nachfolgenden
Text zu berücksichtigen, dass ich unter anderem gerade heftige
Kopfschmerzen habe.

Bezüglich meiner Schaltung:
mit etwas Abstand und unter Berücksichtigung der bisherigen Kritik
muss ich zugeben, dass sie tatsächlich unterirdisch ist, auch
wenn sie im Simulator zu funktionieren scheint.

Das Grundprinzip habe ich aus:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/ivw_smps.html

Was in solchen Topologien meist nicht erwähnt wird ist, wie
man den Schalter tatsächlich realisiert.
Mein Ansatz war, meinen Liebligstreiber IR2184 zu verwenden
(nur die High-Side).
Ganz normal, so wie er auch in Helmuts Schaltung verwendet wird.
Die Schwierigkeiten die dabei auftraten waren:
- Das ganze funktioniert nur, solange HO, LO und VS ein positives
Potential bezogen auf den GND Pin führen
- Die Diode hat enorm hohe Verluste

Das zweite Problem wird durch den zweiten NMos (synchron) behoben,
das erste Problem dadurch, dass der Treiber auf die -5v (als GND)
referenziert wird.

Sieht man davon ab, dass dieses "sich runterarbeiten" Mist ist,
funktioniert es.

Leider funktioniert es nicht mehr, wenn man die -5V -5V nennt, also
das Kind beim Namen nennt.

Ich habe Helmuts Schaltung mal als Vorlage genommen und so zusammen-
getsrichen, dass mein Problem deutlicher zu Tage tritt.
Im "geht_nicht" Fall Pulsen HO und LO nicht.

Daher mein ursprünglicher Post, bzw. meine ursprüngliche Frage.
Ich habe dieses Problem vielleicht nicht deutlich genug herausgearbeitet
und mein Schaltungsbeispiel hat nur Verwirung gestiftet.

Allerdings hat sich das Problem erstmal dadurch entschärft, dass
die Anforderungen spontan von 2.5A auf 250mA gesunken sind (jaja,
die lieben Kollegen), sodas das ganze erstmal wieder rein akademisch
ist (aber interessant).

Letztlich würde es für mich darauf hinauslaufen, dass ich so etwas wie
den ADUM3223 verwenden würde und GND als GND belasse. Leider müsste
ich mich dann um das Break before Make selbst kümmern.



Helmut S. schrieb:
> Hallo Patric,
> hab dir mal ein Beispiel aus der LTspice Yahoo-Group angehängt. Da hatte
> auch mal jemand ein Problem mit einer Schaltung. Dem hatte ich dann
> geholfen. Die Schaltung rennt "nur" mit dem Alternate-Solver.
> Control Panel -> SPICE -> Solver: Alternate
>
> Das baust du jetzt auf deine Schaltung um und mach um Himmelswillen die
> Spule am Ausgang in den Pluszweig und nicht in den Massepfad.
>
>
> http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/

Hallo Helmut,

erstmal vielen Dank für die Schaltung. Man lernt ja am meisten durch
Abgucken und der Parameter IC bei den Kondensatoren ist allein mal
einige Stunden Simulation wert. Was macht die gekoppelte L2 Spule
in Deinem Modell? Ist das eine Art Snubber?
Ist 1mH für L1 jetzt einfach so gewählt, oder gibt es da reale Bauteile
und wie groß sind die?

Der Massepfad ist der Minuszweig.

Gruß, Patric

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