LTSPice - seltsames Schwingen sobald reales Diodenmodell enthalten

[Flo89 (Gast)]

Hallo,

ich bin gerade dabei für die Uni einen Boost Converter zu simulieren. 
Mit idealen Bauteilen, aber auch wenn das reale MOSFET Modell enthalten 
ist, funktioniert Alles bestens. Sobald ich aber das reale Diodenmodell 
(schon mehrere passende probiert) einfüge, schwingt die Ausgansspannung 
ziemlich komisch. Der grobe Spannungsbereich (420V) passt aber.
Bild vom Modell und der simulierten Spannung ist als Screenshot 
angehängt.

Kann mir jemand einen Tip geben woran das liegen kann?

Viele Grüße und Danke,
Florian

[B e r n d W. (smiley46)]

Ändere mal die Transienten-Simulation zu:
.tran 0 0.05 0 5n

Und mach beim Control Panel / Compression alle Häkchen weg.

Falls das nicht hilft, schalte mal in die Leitung vom Fet zur Diode 
einen 10mOhm Widerstand. Dann spendiere der Spule L1 reelle Verluste, 
wenigstens einen Serienwiderstand von ein paar mOhm.

[Helmut S. (helmuts)]

Hallo,
Hänge mal bitte die Schaltplandatei(.asc) und die .lib-Files an deine 
nächste Message damit man "mitsimulieren" kann.
Helmut

[Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)]

Ach je ...

Du kannst jetzt an deiner Simulation basteln bis sie wieder schön 
aussieht. Dann baust du dass Ding auf und misst wie es sich wirklich 
verhält.

Oder:

Du baust das Ding direkt auf und misst wie es sich wirklich verhält.

In letzterem Fall würdest du dir das Vergolden der Simulation sparen.

Eins kann ich dir nämlich verraten: Die reale Schaltung interessiert 
sich nicht dafür, ob du eine schön aussehende Simulation hast oder 
nicht.

[B e r n d W. (smiley46)]

Eine funktionierende Simulation und verstandene Schaltung erspart so 
manches abgerauchte Bauteil. Im Idealfall kommt beim echten Aufbau nur 
noch Feintuning.

[Flo89 (Gast)]

Ersteinmal vielen Dank für eure Antworten :)

Ich habe die .tran Anweisung geändert und auch die Compression 
Einstellungen. Zusätzlich habe ich ausgerechnet, welche ESR der 
Kondensator real etwa hat, genauso mit der Wicklung der Spule. Dies sind 
für die Spule 60mOhm und für den Kondensator etwa 22mOhm. Das habe ich 
den entsprechenden Bauteilen in der Simulation zugewiesen.
Jetzt sieht die Simulation anders, aber nicht gerade gut aus. Screenshot 
angehängt. Nachher werde ich noch das mit dem Widerstand zwischen dem 
FET und der Diode probieren, habe das gestern mal ansimuliert, glaube es 
ist nicht die ganze Lösung.

Es geht nicht darum, das ganze aufzubauen, sondern die Bauteile zu 
berechnen, Spulenkern zu dimensionieren etc. Daher wird es nie in real 
aufgebaut, und deswegen sollte die Simulation gut aussehen :/

Danke weiterhin für Hilfe!

[Flo89 (Gast)]

PS: Ich habe die Rise und Fall Zeiten der Pulsquelle den Spekifikationen 
des MOSFETs angepasst. Habe aber auch da mit verschiedenen Werten 
experimentiert, brachte nicht viel...

[B e r n d W. (smiley46)]

> Hänge mal bitte die Schaltplandatei(.asc) und die .lib-Files an deine
> nächste Message damit man "mitsimulieren" kann.

Volle Zustimmung!

[Thomas E. (picalic)]

Könnte es sein, daß Deine Diode für die Applikation viel zu langsam ist? 
Guck Dir evtl. mal die Verlustleistung über der Diode an...

Ich habe die Schaltung eben mal eingegeben und die Diode (mangels Modell 
des Herstellers) durch 3x MUR460 (aus der LTSpice-Lib) parallel ersetzt 
- die Ausgangsspannung sieht normal aus. Allerdings hat diese Diode z.B. 
eine Forward-Recovery-Time von 50ns, Deine aber von 500... !?
Trotzdem muss jede der 3 MUR460 bei dieser Schaltfrequenz schon viel zu 
viel Leistung verbraten (knapp 4W)

[Kai M. (kai_mauer)]

Hannes Jaeger schrieb:
> Eins kann ich dir nämlich verraten: Die reale Schaltung interessiert
> sich nicht dafür, ob du eine schön aussehende Simulation hast oder
> nicht.

Besser kann man es nicht sagen.

[Michael K. (Gast)]

Was Du gerade erlebst sind die Feinheiten die darüber entscheiden ob 
eine Simulation mehr ist als bunte Striche.
Der Grund für das kollektive Aufstöhnen sobald hier wieder jemand mit 
seiner LTspice Simulation aufschlägt.

Mache wirklich jedes Bauteil real inklusive Deiner Leiterbahnführung.
Dein Elko z.B. hat auch einen induktiven Anteil so wie die Spule einen 
Kapazitiven hat.
Dann schau Dir an was passiert und schau RICHTIG HIN, insbesondere 
Rücksperrverluste, Ein- und Ausschaltvorgänge im Detail.
Wieviel Strom ballerst Du z.B. ins Gate um 5ns Anstiegszeit 
hinzubekommen und schafft das ein realer Treiber ?

Erst dann gilt:
B e r n d W. schrieb:
> Eine funktionierende Simulation und verstandene Schaltung erspart so
> manches abgerauchte Bauteil. Im Idealfall kommt beim echten Aufbau nur
> noch Feintuning.

Bei LTspice rauchen Bauteile nämlich auch virtuell nicht ab egal wie 
unrealistisch hoch die Überlastung ist.

[Flo89 (Gast)]

Ja, ihr habt recht! Die Diode ist einfach zu langsam. Ich hab nun 
verschiedene Dioden probiert:
ST: STTH30R06D, STTH30L06D
Rohm Semiconductor: DRFUS20TM4S, DRFUH20TB4S
Passen würde sicherlich noch die Infineon IDH20G65C5.

Anforderung ist 420 V Ausgang und etwa 18 A.
Habt ihr noch ne Idee?

[Alexander S. (esko)]

Flo89 schrieb:
> Anforderung ist 420 V Ausgang und etwa 18 A.

7,6 kW mit einem Boost von 250 auf 420 Volt?

Da stimmt etwas grundsätzliches bei der Anforderung nicht.

[Flo89 (Gast)]

Das ist der Peak, der Durchschnittliche-Ausgangsstrom ist 10,2A --> 4,3 
kW.

[Michael K. (Gast)]

Michael Knoelke schrieb:
> Mache wirklich jedes Bauteil real inklusive Deiner Leiterbahnführung.
> Dein Elko z.B. hat auch einen induktiven Anteil so wie die Spule einen
> Kapazitiven hat.
> Dann schau Dir an was passiert und schau RICHTIG HIN, insbesondere
> Rücksperrverluste, Ein- und Ausschaltvorgänge im Detail.
> Wieviel Strom ballerst Du z.B. ins Gate um 5ns Anstiegszeit
> hinzubekommen und schafft das ein realer Treiber ?

Wirklich. Mach das mal.
Du wirst sehen das Deine Vorstellungen so derart weit von der Realität 
abweichen das man diesen Ansatz ohne weitere Diskussion beerdigen kann.

Ich empfehle dazu:
Beitrag "aktive PFC für große Leistungen"

[Alexander S. (esko)]

Mich würde interessieren, wie du es gelöst hast.