LTspice spannungsabhängige Kapazität

[Stefan (Gast)]

Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei eine spannungsabhängige Kapazität zu simulieren. 
Die Werte der spannungsabhängigen Kapazität habe ich in ein 
Excel-Dokument eingetragen, daraus eine C(U) Kurve erstellt und für 
diese Kurve wiederum eine Trendlinie mit Formel erzeugt.

Diese Formel nutze ich, um in LTspice mit Hilfe der Ladung den 
Kondensator zu modellieren:

C=(x^-0.804)*20n

Q=C*U

q=x*(x^-0.804)*20n


Die Kapazität wird mit einem konstanten Strom geladen. Deswegen würde 
ich erwarten, dass der Spannungsanstieg über der Kapazität je nach der 
anliegenden Spannung bzw. aktuellen Kapazität variiert.


Von der Formel her sollte ich alles richtig gemacht haben. Allerdings 
konvergiert die Simulation bisher nicht.

Es erscheint die Fehlermeldung "Analysis: Time step too small..."

Kann mir jemand zu dem Thema weiterhelfen?

Eventuell gibt es auch einen ganz anderen Lösungsweg für die 
Aufgabenstellung.


Danke schon mal im Voraus für Eure Unterstützung.

Viele Grüße
Stefan

[Libary (Gast)]

Hi,
Stefan schrieb:
> q=x*(x^-0.804)*20n

q=x*(x**-0.804)*20n
Versuch es mal mit dieser Formel.

Grüße

[hinz (Gast)]

Libary schrieb:
> Hi,
> Stefan schrieb:
>> q=x*(x^-0.804)*20n
>
> q=x*(x**-0.804)*20n
> Versuch es mal mit dieser Formel.

ACK, "^" hat eine andere Bedeutung:

"Convert the expressions to either side to Boolean, then XOR."

[Helmut S. (helmuts)]

Wenn du C(x) hast, dann musst du das Integral bilden.

Q(x) = Integral C(x)

Diese Q(x)-Formel dann am Kondensator verwenden.

[Stefan (Gast)]

Kleines Update. Im Screenshot der Simulation war noch ein kleiner Fehler 
drin. Anbei hab ich die korrigierte Simulation als Screenshot angehängt.

Viele Grüße
Stefan

[Stefan (Gast)]

Libary schrieb:
> Hi,
> Stefan schrieb:
>> q=x*(x^-0.804)*20n
>
> q=x*(x**-0.804)*20n
> Versuch es mal mit dieser Formel.
>
> Grüße

Vielen Dank. Hat geklappt. Jetzt läuft die Simulation wie gewünscht.

Viele Grüße
Stefan

[Helmut S. (helmuts)]

Ist das die Kapazität einer Diodenstrecke (PN-Übergang)?
Falls ja, dafür gibt es eine spezielle Formel die auch bei 0V 
konvergiert.

[Stefan (Gast)]

Kommando zurück. Die Simulation läuft jetzt zwar ohne Fehler durch. 
Allerdings passt die simulierte Kapazität nicht (siehe Anhang).

Laut den Cursorn habe ich in dem simulierten Intervall eine Kapazität 
von:

C=(I*delta(t))/delta(U)
C=(1mA * 1.05us)/29.92 V
C=35 pF

Laut dem Excel sollte die Kapazität in dem Spannungsbereich aber 
irgendwo zwischen 175pF und 195pF liegen.

Mich verwundert das etwas, denn wenn x die Spannung über der Kapazität 
ist, kommt wenn ich für C=(x**-0.804)*20n rechne für 360 V auch eine 
richtige Kapazität von 176 pF raus.
Kann mir jemand sagen wo der Fehler liegt?

Zusätzlich kämpfe ich noch damit, dass ich sofort wieder 
Konvergenzprobleme bekomme, wenn ich den R3 größer (z.B. 100 Meg) mache. 
Hat hier jemand eine Idee?

Viele Grüße
Stefan

[Helmut S. (helmuts)]

Beantworte doch bitte meine vorherige Frage. Vielleicht kann man das 
viel besser machen.

[Stefan (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Ist das die Kapazität einer Diodenstrecke (PN-Übergang)?
> Falls ja, dafür gibt es eine spezielle Formel die auch bei 0V
> konvergiert.

Konkret möchte ich die spannungsabhängige Ausgangskapazität Coss eines 
Leistungshalbleiters simulieren.

[Helmut S. (helmuts)]

Stefan schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Ist das die Kapazität einer Diodenstrecke (PN-Übergang)?
>> Falls ja, dafür gibt es eine spezielle Formel die auch bei 0V
>> konvergiert.
>
> Konkret möchte ich die spannungsabhängige Ausgangskapazität Coss eines
> Leistungshalbleiters simulieren.

Hast du einen Link auf das Datenblatt?

[Stefan (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Hast du einen Link auf das Datenblatt?

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IPX60R280P6-DS-v02_02-EN.pdf?fileId=db3a3043416e106e01416e269e3e0021

[Helmut S. (helmuts)]

Zu deinem Excel passt die Kapazität eines Diodenmodells gut.

Einfach eine Diode in Sperrichtung in den Schaltplan einfügen und 
untenstehendes Modell nehmen.

.model DD D(Cjo=20n M=0.78 Vj=1)

[Stefan (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Zu deinem Excel passt die Kapazität eines Diodenmodells gut.
>
> Einfach eine Diode in Sperrichtung in den Schaltplan einfügen und
> untenstehendes Modell nehmen.
>
> .model DD D(Cjo=20n M=0.78 Vj=1)

Interessanter Ansatz. Benötige ich dann die Kapazität Cdcharge1 auch 
noch?

Weil im Modell der die Diode ist ja auch schon eine 
Sperrschichtkapazität definiert.

Kannst Du genauer erklären warum Du die Diode parallel zu der Kapazität 
Cdcharge1 geschaltet hast?

[Helmut S. (helmuts)]

> Interessanter Ansatz. Benötige ich dann die Kapazität Cdcharge1 auch
noch?

Natürlich nicht. Die hatte ich nur zum Vergleich drin.
Du nimmst dann nur die Diode.

[Stefan (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Natürlich nicht. Die hatte ich nur zum Vergleich drin.
> Du nimmst dann nur die Diode.

Vielen Dank. Hat super geklappt. Auch wenn ich mich frage wie Du das 
jetzt mit den Diodenwerten hinbekommen hast. Vermutlich hast Du an dem M 
und Vj rumgedreht.

[Helmut S. (helmuts)]

> Vermutlich hast Du an dem M und Vj rumgedreht.

Ja.