Simulation einer Impedanzmessung mit LTSpice

[Ralf S. (ralfspill1978)]

Hy,

ich möchte in LtSpice eine Impedanzmessung simulieren, bei der durch 
eine AC-Kopplung der Gleichanteil der Quelle kompensiert wird.

Mein Prüfling ist die Batterie( erst mal als rein ohmsche Last, später 
als Kombination aus R und C)

Die 2 Elkos dienen zur AC Kopplung.

Meine Quelle ist eine spannungsgesteuerte Stromquelle bei der zwischen 
-10 und 10Volt gesteuert wird und am Ausgang eine Spannung zw. -60 und 
60Volt sowie ein Strom zw. -60 und 60A anliegen.( auf dem Bild ist erst 
mal ne einfache Quelle)
Auch in Bezug auf das spätere Batteriemodel das aus R´s und C´s besteht.

Nun zu meiner Frage:
Kann ich so eine Quelle erstellen und ist die Messung realistisch oder 
treibt die Quelle einfach immer weiter egal was ich dahinter mache?

Und wie Simulier ich einen Schalter der die AC-Kopplung umgeht, da ich 
Spannungen und Ströme beim zu und ab schalten messen möchte, ob dort 
evtl. hohe Spannungsspitzen entstehen die so ein Schalter(dann mal ein 
Relais) auf Dauer schädigen?

Tausend Dank schon mal

MfG Ralf

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
hier ein Beispiel von Helmut.
Beitrag "Re: Innenwiderstand bestimmen mit LTspice?"
mfg klaus

[Helmut S. (helmuts)]

Ich kann kein Bild erkennen. Die Datet mit der Endung .raw enthält die 
Ergebnisse der Simulation.
Die Schaltplandatei von LTspice hat die Endung .asc und die musst du 
anhängen. Außerdem hilft es einen Screenshot vom Schaltplan anzuhängen, 
wenn auch Leute ohne LTspice mitdiskutieren sollen.

[Ralf S. (ralfspill1978)]

Hallo,

hier ein Bild mit dem was ich mir so gedacht habe.

Grüße Ralf

[Klaus R. (klara)]

Könntest Du auch die ASC-Datei hochladen?

[Achim S. (Gast)]

Ralf S. schrieb:
> hier ein Bild mit dem was ich mir so gedacht habe.

Hm....

1) Wenn du bei den Kondensatoren 0,22F haben willst, dann musst du das 
als 0.22 eingeben (nicht als 0,22).

2) Wieso simulierst du eine "Leitung" durch eine Induktivität von 60mH?

3) warum willst du die Stromquelle schalten? (was nicht funktioneren 
wird, siehe 5)

4) wozu soll das Konstrukt aus den Kondensatoren und den Dioden gut 
sein? Wie soll darüber deiner Meinung nach ein Gleichstrom von 100mA und 
ein Wechselstrom von 60A fließen?

5) die Stromquelle wird ihren Strom in jedem Fall treiben - wenn es sein 
muss in der Simulation  auch durch einen offenen Switch mit 1Megohm (die 
Spannung steigt dann halt auf 60MV an - für den Simulator kein Problem).

Zusammengefasst habe ich nicht wirklich den Eindruck, dass dein Ansatz 
funktionieren wird.

Beschreib doch lieber nochmal, was du eigentlich erreichen willst, statt 
deinen bisherigen Lösungsansatz zu schildern. Oder halte dich an das 
oben verlinkte Beispiel, das eine funktionierende Imedanzmessung zeigt.

[Screenshot (Gast)]

Ein Bildauschnitt mit Snipping Tool uä ist auch angenehmer anzuschauen. 
Oder gleich die ganze asc

[Ralf S. (ralfspill1978)]

Hallo Achim,

mit der Simulation bin ich ebenfalls auf 60MV gekommen und das ist Mist.

Also ich möchte gern ein Entkoppelglied für den Offset der Quelle 
bauen(etwa 10-100mA) , dieses Modul soll dann später zu und abschaltbar 
sein.
Und wenn möglich mit 2 Kondis (da diese Vorhanden sind).
Ich möchte es nach Möglichkeit simulieren um eventuelle Spannungsspitzen 
bei ein und ausschalten zu sehen ( Sicherheit).
Leitungsinduktivität habe ich mit rein genommen da ich davon ausgehe das 
ich dicke und lange Kabel dann später verbauen werde.

Danke für eure Mühen

MfG Ralf

[Achim S. (Gast)]

Ralf S. schrieb:
> Und wenn möglich mit 2 Kondis (da diese Vorhanden sind).

Das klingt danach, als ob du die Schaltung bauen willst (nicht nur 
simulieren)? Da ist glaube ich noch ein weiter Weg hin. Was für 
Komponenten hast du denn schon vorliegen (vor allem: welche Quelle 
benutzt du)?

Ralf S. schrieb:
> Ich möchte es nach Möglichkeit simulieren um eventuelle Spannungsspitzen
> bei ein und ausschalten zu sehen ( Sicherheit).
> Leitungsinduktivität habe ich mit rein genommen da ich davon ausgehe das
> ich dicke und lange Kabel dann später verbauen werde.

Du kannst in deiner Simulation jederzeit Spannungsspitzen erzeugen, wenn 
du den Aufbau nur unsinnig genug modellierst. 60mH an 
Leitungsinduktivität sind imho für einen Batterieteststand 
unrealistisch. Solange du keine realistische Vorstellung von den 
parasitären Größen hast, versuch bitte nicht durch Simulation deren 
Auswirkung vorherzusagen - damit erzeugst du nur Pseudoinformation, die 
mehr verwirrt als dass sie nützt.

Ralf S. schrieb:
> Also ich möchte gern ein Entkoppelglied für den Offset der Quelle
> bauen(etwa 10-100mA) , dieses Modul soll dann später zu und abschaltbar
> sein.

Der Schalter in deiner bisherigen Simu macht aber etwas anderes.

Zur DC-Abkopplung: brauchst du die wirklich? Wenn es dir um die 
Abkopplung der DC-Batteriespannung geht: kommt deine Stromquelle nicht 
mit einem gewissen Gleichspannungsanteil im Ausgangssignal klar? Wenn es 
dir um die Abkopplung des Offsets deiner Stromquelle geht: wie soll ein 
Kondensator einen Gleichstrom abkoppeln? Indem seine Spannung gegen 
Unendlich ansteigt?

Wenn du DC (Spannung) wirklich abkoppeln musst: überlege dir, wie groß 
halbwegs realistisch gewählte Kondensatoren sein müssen und wie lange 
deren "Einschwingzeit" auf den DC-Wert ist. Für Impedanzmessungen an 
Batterien geht man oft in den sub-Hz-Bereich. Überleg dir, wie viel 
Spannung bei der niedrigsten geforderten Frequenz und bei einem Strom 
von 60A an deinen "220mF Abkoppelkondensatoren" abfällt und wie viel an 
deiner Batterie.

Wenn du den Stromoffset deiner Quelle wirklich korrigieren musst: stört 
dich tatsächlich ein Offset von 10mA bei einem Messstrom von 60A?

Du benutzt doch eine steuerbare Quelle für deinen Strom. Kannst du den 
Offset nicht wegregeln, indem du den passenden Offset auf die 
Steuerspannung der Quelle draufaddierst.

Wenn das nicht genau genug wird (weil das Verhältnis von 10mA zu 60A 
schon recht groß ist): bau dir einen höher auflösende Stromquelle 
parallel zu deine Leistungsquelle, und steuer die so an, dass der 
Stromoffset der Leistungsquelle kompensiert wird.

[Klaus R. (klara)]

Ralf S. schrieb:
> mit der Simulation bin ich ebenfalls auf 60MV gekommen und das ist Mist.
>
Ja, Stromquellen können schon überraschend Reagieren. Wie es zu den 60MV 
kommt hat Achim Dir ja erklärt.

Hast Du wirklich eine Stromquelle?

> Ich möchte es nach Möglichkeit simulieren um eventuelle Spannungsspitzen
> bei ein und ausschalten zu sehen ( Sicherheit).

Aha.

> Leitungsinduktivität habe ich mit rein genommen da ich davon ausgehe das
> ich dicke und lange Kabel dann später verbauen werde.

Wie lang sind denn die Kabel? 60mH sind schon für ein paar Meter ganz 
bestimmt nicht realistisch. Ausserdem hat eine Leitung nicht nur eine 
Induktivität. Was passiert wohl wenn Du den Strom durch eine ideale 
Induktivität ganz schnell abschaltest? Der Strom will weiterfliessen. 
Dazu wird die Spannung an der Unterbrechung erhöht. In der Realität 
siehst Du dann einen Abreisslichtbogen. Das sind dann schon mal leicht 
einige hundert Volt. In Deiner Simulation können es wieder Megavolt 
werden.

Also solltest Du auch einen Lichtbogen simulieren.
Ferner eine reale Leitung.
mfg klaus

[Ralf S. (ralfspill1978)]

Hallo Achim, Hallo Klaus

ja ich möchte später das Koppelmodul auch aufbauen( wenn es sinnig ist) 
und im Vorfeld mit der Simulation die Funktion und evtl. Grenzfälle 
ausprobieren.
Ich habe die Kondis und eine gegebene Stromquelle , und ein 
selbstgebautes Solid State Relay als Schalter.(lt. Anhang).

Ja,Ich hätte gern den Offset eliminiert, auch wenn es nur paar mA sind.

Ich weiß nicht ob es funktioniert, es war meine Idee.

Eventuell gibt es ja noch eine andere Möglichkeit um den Offset zu 
eliminieren , wenn ich meine Bauteile verwenden kann).

Die parasitären Elemente würde ich dann weg lassen, da ich noch nicht 
sagen kann was dann verwendet wird.

Danke
Ralf

[Pixeldepp (Gast)]

Ralf S. schrieb:
> Kondi.png

Was macht es bitte für einen Snn einen Kondi mit 3x3 Pixeln herzuzeigen?

[Achim S. (Gast)]

Ralf S. schrieb:
> Ja,Ich hätte gern den Offset eliminiert, auch wenn es nur paar mA sind.

wie oben schon geschrieben: ein Kondensator hinter einer 
(Gleich)Stromquelle "koppelt nicht den Gleichstrom ab". Er führt dazu, 
dass die Quelle immer weiter die Spannung ehöht (so dass ein konstanter 
Strom durch den Kondensator erzwungen wird). Und das ganze geht so 
lange, bis entweder der Kondensator oder die Quelle ans ihr Limit 
kommen.

Was die Offsetströme angeht: kann es sein, dass du das Datenblatt deiner 
Stromquelle falsch interpretierst? Die DCP780 haben einen 
Einstellbereich für den Offsetabgleich von +-1mV. Bei deiner 
Rückkopplung entspricht das gerade +-100mA (für jede der 4 
Teilstromquellen). Wenn du also Offsetströme in dem Bereich hast, dann 
ist bereits ein Trimpoti in deiner Stromquelle vorgesehen, um die auf 
Null zu drehen.

Ralf S. schrieb:
> und im Vorfeld mit der Simulation die Funktion und evtl. Grenzfälle
> ausprobieren.

Die Simulation kann ein Superhilfmittel zum Schaltungsverständnis sein - 
aber man muss unterscheiden lernen, wo man echte Effekte sieht und wo 
die Simu nichts mit der Realität zu tun hat. Beispiel für dein Modell 
oben: in der Simu würden die 1N4148 den Strom von 60A ohne zu Murren 
aufnehmen. In der Realität würden sie sofort verdampfen.