Hallo, ich habe ein Problem bei der Simulation einer Spannungs-Strom-Wandler-Schaltung im LT-Spice. Wenn ich einen beliebigen Opamp aus der Bibliothek nehme funktioniert es recht gut. Ich wollte nun den geplanten Zieltypen OPA2333 simulieren und habe bei TI das Spice-Modell heruntergeladen. Da jemand das auch schon mit einem ähnlichen Typen (OPA333) versucht hat (Beitrag "Spice-Model (.txt) in LTSpice-Model (.asy, .sub) umwandeln"), habe ich den auch mal ausprobiert. Leider ohne Erfolg. Bei mir dauert die Simulation recht lange und bricht unter anderem mit dem Fehler "Timestep too small" ab. Kann mir jemand weiterhelfen? Danke!
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LTSpice hat erkannt, dass sie Schaltung gar nicht funktionieren kann. Der MOSFET wird jedenfalls immer sperren.
hinz schrieb: > LTSpice hat erkannt, dass sie Schaltung gar nicht funktionieren > kann. > Der MOSFET wird jedenfalls immer sperren. Das kannst du doch sicher auch begründen, oder?
Der Opamp hat nur 3,3V Versorgung und soll 6V am Ausgang liefern. Wie geht das? Korrektur, Ich hatte den Spannunsgteiler übersehen. Falls das ein Logic-Level-Mosfet ist könnte es reichen. Ich werde es gleich mal simulieren.
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Helmut S. schrieb: > Der Opamp hat nur 3,3V Versorgung und soll 6V am Ausgang liefern. Wie > geht das? > > Korrektur, > Ich hatte den Spannunsgteiler übersehen. Falls das ein > Logic-Level-Mosfet ist könnte es reichen. Ich werde es gleich mal > simulieren. Mit dem Alternate-solver klappt es. Control Panel(Hammersymbol) -> SPICE -> Solver:Alternate Ich schreibe in so einem Fall immer den Kommentar "Alternate Solver" in den Schaltplan damit ich später daran erinnert werde, dass ich den Solver für diese Schaltung umschalten muss.
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Helmut S. schrieb: > Der Opamp hat nur 3,3V Versorgung und soll 9V am Ausgang liefern. > Wie geht das? Sorry, aber woher nimmst du die 9V? Im Datenblatt des NTD4969N sehe ich im Diagramm für eine Ugs von 2.7V einen Id von 10A. Und mit einem R6 von 9.9R können nur maximal 1.2A fließen. Der FET ist zwar nicht komplett durchgesteuert, aber für den fließenden Strom doch niederohmig genug. Oder sehe ich das falsch?
Helmut S. schrieb: > Falls das ein > Logic-Level-Mosfet ist könnte es reichen. Müsste schon ein LLL-MOSFET sein.
kunz schrieb: > sehe ich im Diagramm Da sind Fertigungstoleranzen und Temperatureinfluss nicht zu sehen.
> Sorry, aber woher nimmst du die 9V?
Hab auf 6V korrigiert. Ich hatte gedacht du steuerst den Opampingang mit
3V an. Siehe mein Korrekturen in der darauffolgenden Antwort.
Falls es jemand nicht schafft meine Antwort 5 Messages vorher zu lesen, hier nochmals. Mit dem Alternate-solver klappt es. Control Panel(Hammersymbol) -> SPICE -> Solver:Alternate Ich schreibe in so einem Fall immer den Kommentar "Alternate Solver" in den Schaltplan damit ich später daran erinnert werde, dass ich den Solver für diese Schaltung umschalten muss.
Vielen Dank für eure Antworten! kunz schrieb: > Helmut S. schrieb: >> Der Opamp hat nur 3,3V Versorgung und soll 9V am Ausgang liefern. >> Wie geht das? > > Sorry, aber woher nimmst du die 9V? > Im Datenblatt des NTD4969N sehe ich im Diagramm für eine Ugs von 2.7V > einen Id von 10A. Und mit einem R6 von 9.9R können nur maximal 1.2A > fließen. Der FET ist zwar nicht komplett durchgesteuert, aber für den > fließenden Strom doch niederohmig genug. Oder sehe ich das falsch? Selbst 6V finde ich noch recht viel. Würde mich wirklich mal interessieren, wie Du darauf kommst. Der Operationsverstärker ist als Spannungsfolger aufgebaut. Demnach fließen durch den FET bei 3V Eingangsspannung (macht 0,52V am nicht-invertierten Eingang) 0,052mA. Diese sollten doch unter 3V schaffbar sein, oder? Falls jemand einen Tipp hat, ich suche einen SMD-Tranistor, der ein Ventil linear und stufenlos bei 12V mit bis zu 211mA ansteuern kann. Der NTD schien mir recht geeignet. Oder sollte man einen NPN verwenden? Die Leistung von (12V*211mA/4=0,6W) muss er auch irgendwie abführen können. Da erschien mir das DPAK-Gehäuse geeignet. Die Simulation dauert jetzt schon 20min ohne Ergebniss. Muss das so sein? In der Statusleiste steht jetzt schon seit längerem "Stepping Source: 100%". Die Iterationen verändern sich lediglich.
Es gibt Mosfets mit Ugsthresh >3V. Jetzt hab ich mir das Datenblatt mal angeschaut. Ugsthresh maximal 2,5V. Rdson specs gibt es für Ugs=4,5V. http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTD4969N-D.PDF Damit benötigt man schon eher Ugs=4V, wenn man 1A Strom ziehen möchte. Dazu müsste aber der Sourcwiderstand nicht 9,9Ohm sondern 0,5Ohm sein. Zusammen mit dem 0,5V Spannungsabfall am externen Sourcewiderstand sollte man dann 4,5V Spannung am opamp bereitstellen können. Dass der Mosfet typisch viel weniger Ugs benötigt hilft bei der Dimensionierung nicht. Da sollte man auf jeden Fall einen anderen Mosfet wählen, wenn man nur 3,3V Versorgungsspannung für den Opamp hat. Das Gesagte gilt natürlich nicht für ein einmaligs Bastelprojekt. Da reicht es, wenn es genau mit dem eingelöteten Exemplar funktioniert. > Die Simulation dauert jetzt schon 20min ohne Ergebnis. Bei mir gibt es keine Simulation die so lange dauert. Das ist dann ein klarer Fall dafür, dass man bei den Konvergenz-Settings etwas machen muss. Häng bitte mal deine Dateien an (außer .raw, .log, .op).
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Helmut S. schrieb: > Damit benötigt man schon eher Ugs=4V, wenn man 1A Strom ziehen möchte. Na ja, wenn er wirklich nur 52mA ziehen möchte, dann reicht ihm die aktuelle Dimensionierung wahrscheinlich schon aus (die 0,052mA wahren wohl ein Tippfehler). Man kann sich dann natürlich fragen, wieso dazu ein 40A-FET eingesetzt wird. LTSpice schrieb: > Demnach fließen durch den FET bei 3V > Eingangsspannung (macht 0,52V am nicht-invertierten Eingang) 0,052mA. Aber z.B. für die 211mA wäre der Spannungsabfall am Shunt natürlich zu viel groß und man bekäme den FET nicht aufgesteuert. LTSpice schrieb: > Die > Leistung von (12V*211mA/4=0,6W) muss er auch irgendwie abführen können. Bist du sicher mit den 0,6W? Wenn der maximale Strom fließt (211mA) dann fällt doch wahrscheinlich schon ein Großteil der Spannung am Ventil ab, so dass der Transistor viel weniger Leistung abkriegt.
Helmut S. schrieb: >> Die Simulation dauert jetzt schon 20min ohne Ergebnis. > > Bei mir gibt es keine Simulation die so lange dauert. Das ist dann ein > klarer Fall dafür, dass man bei den Konvergenz-Settings etwas machen > muss. > Häng bitte mal deine Dateien an (außer .raw, .log, .op). Ic habe doch schon das gesamte Zip angehängt. Mehr habe ich nicht. Achim S. schrieb: > Helmut S. schrieb: >> Damit benötigt man schon eher Ugs=4V, wenn man 1A Strom ziehen möchte. > > Na ja, wenn er wirklich nur 52mA ziehen möchte, dann reicht ihm die > aktuelle Dimensionierung wahrscheinlich schon aus (die 0,052mA wahren > wohl ein Tippfehler). Man kann sich dann natürlich fragen, wieso dazu > ein 40A-FET eingesetzt wird. Oh Schiete. Ja, der Strom beträgt in diesem Fall 52mA. Den FET habe ich eingesetzt, da er günstig, für den Linearbetrieb geeignet war und in einem relativ großen Gehäuse verbaut ist. Die 40A fallen da einfach so ab. Bin für Alternativvorschläge immer dankbar. > LTSpice schrieb: >> Demnach fließen durch den FET bei 3V >> Eingangsspannung (macht 0,52V am nicht-invertierten Eingang) 0,052mA. > > Aber z.B. für die 211mA wäre der Spannungsabfall am Shunt natürlich zu > viel groß und man bekäme den FET nicht aufgesteuert. > > LTSpice schrieb: >> Die >> Leistung von (12V*211mA/4=0,6W) muss er auch irgendwie abführen können. > > Bist du sicher mit den 0,6W? Wenn der maximale Strom fließt (211mA) dann > fällt doch wahrscheinlich schon ein Großteil der Spannung am Ventil ab, > so dass der Transistor viel weniger Leistung abkriegt. Bei 211mA würde ich einen kleineren Shunt (2,5 Ohm) einsetzen. Die Leistung habe ich noch durch 4 geteilt, da soweit ich weiß die maximale Leistung im Arbeitspunkt bei halber Spannung (und halben Strom) umgesetzt wird.
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Die Simulation dauert bei mir nur einige Sekunden. Der größte Teil davon für den Arbeitspunkt. Änder mal den Startwert von V1 auf 3V.
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Nach einigem probiren hier die Settings damit die Simulation zügig läuft. .options gmin=1e-10 abstol=1e-10 .options srcsteps=0 .options method=gear .options cshunt=1e-16 Die letzte Option ist besonders kritisch. Da wird an jedem Knoten eine Kapazität nach Masse angeschlossen. Wenn man da zuviel macht, dann stimmt das Opamp-Modell nicht mehr. Die Modelle befinden in sim.zip .
Oh, vielen Dank! Auf solche Sachen muss man erstmal kommen. Die Simulation läuft jetzt viel schneller. Interessant ist jedoch, dass die Simulation durch eine Änderung von R5 auf 100 Ohm wieder seit 10 min läuft -.- Naja gut, irgendwann sollte man das Thema dann vielleicht doch abhaken.
Da hätte ich noch mehr mit cshunt experimentieren sollen. Mit dem sogar unkritischeren Wert 10^-17 geht es auch mit dem 100Ohm Vorwiderstand am Gate. .options cshunt=1e-17
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