LTSpice Problem

[Georg K. (gkeller)]

Hallo,
ich bin gerade etwas verwundert, weil sich das Modell komplett anders 
verhält als die aufgebaute Schaltung. Irgendwie komme ich damit nicht 
weiter

Um etwas mit den Werten für die Kapazitäten und Induktivität zu testen 
wollte ich folgende Schaltung in LTSpice nachbilden. Als PWM Generator 
dient real ein Raspberry PI, im Modell V1 als PULSE Generator

V2 ist eine Spannungsquelle mit 12-20 Volt Gleichspannung. In echt hängt 
da ein Akku dran.

Real kann ich über die Pulsbreite des Raspi die Ausgangsspannung 
einstellen. Im Modell bleibt diese fast immer gleich egal was ich mit V1 
einstelle.

Was mache ich falsch? Hat jemand einen TIP? Ich habe das mit LTSpice so 
noch nie gemacht und wollte das mal testen.

Die Spannung am Kollektor von Q1 hätte ich erwartet geht hier bis auf 0V 
zurück, hingegen schwankt sie in der Simulation zwischen ca. 19.7 und 
knapp 20V. Da muss irgendwo der Fehler sein - aber wo?

Schon mal vielen Dank für Hilfe,

Georg

[HildeK (Gast)]

Nimm Modelle von realen Transistoren und auch von realen MOSFETS. 
LTSpice bietet ja eine Menge davon an.
Außerdem solltest du in der Simulation die MOSFETs auch so einbauen, wie 
in deinem Schaltbild.
In LTSpice sind nämlich D und S vertauscht, damit leitet die Bodydiode 
auch wenn du glaubst, den FET abgeschaltete zu haben und so kommst du 
nie unter 19.3V.

[HildeK (Gast)]

Außerdem ist R2 zu niederohmig. Nimm 10k oder lasse ihn ganz weg, wenn 
deine Ansteuerung deutlich unter 0.7V kommt für LOW.

[Eberhard H. (sepic)]

Wie HildeK schon schrieb, sind die P-Kanal-MOSFETs im LTspice-Schaltplan 
nicht richtig angeschlossen.

Nach dieser Korrektur schaut zunächst die Kollektorspannung aus wie 
erwartet.

Aber C1 im LTspice-Schaltplan (C2 im Eagle-Schaltplan), das geht gar 
nicht: Man kann nicht ungestraft 20V per PWM und MOSFET auf 100µF 
schalten (schau mal den Drain-Strom der MOSFETs beim ersten Einschalten 
an)!


Erst wenn du diesen Kondensator weglässt, geht es ungefähr in die 
Richtung, die du vorhast.

Welche Last soll denn per PWM versorgt werden?

Wenn die Akku-Spannung nicht höher als 20V ist, könntest du statt dem 
bipolaren Transistor besser einen geeigneten MOSFET-Treiber nehmen.

[Alexxx (Gast)]

In der .asc sind einige Schaltungsfehler:
- Bei UB= 20V wird auch Ug_max= -20V. Das halten viele Mosfets nicht aus
- 3x P-Kanal und dann R3 zum Abschalten: 10K -> Surprise!
- C1 völlig falsch! => hinter L1
- L1 viel zu klein für bis zu 20V

Fazit:
- Wenn das ein DC/DC werden soll (>>100kHz) ist die Schaltung totaler 
Pfusch.
- Dafür nimmt man ein geeignetes IC und keinen µC - aus vielen Gründen.
- Für Steuerung eines DC-Motors bei niedriger PWM-Frequenz evtl. möglich

[Georg K. (gkeller)]

Hallo,

uihh - jetzt hatte ich einiges an Arbeit um das hier aufzuarbeiten aber 
vielen Dank für die Tips. Ich habe jetzt folgendes gemacht:

a) Ich überlege den PWM Generator des Raspi durch einen externen zu 
ersetzen der ggf. auch höhere Frequenzen liefern kann. Dazu gleich noch 
mehr

b) Mit LTSpice bin ich weiter gekommen, ich habe mir die Modelle der 
MOSFETs besorgt. Das war ein guter Hinweis.

c) Die Probleme im Schaltplan hatte ich so nicht gesehen und jetzt ist 
das erkannt, Danke. (Ist fast ein Wunder das es so wie es ist läuft ;-) 
)

Zu der eigentlichen PWM Leistungsstufe. Mein Ziel ist es eine 
Eingangsspannung 15-60 Volt (von Solarzellen) so zu regeln, dass damit 
eine Solarbatterie (12 oder 24V) geladen wird. Die Ladung der Batterie 
soll über eine PWM Leistungsstufe erfolgen. Weitere Ausgänge in gleicher 
Art sollen genutzt werden um z.B. LED Lampen zu dimmen.

Ich weiss, je höher die Frequenz, desto kleiner die Bauteile. Gefühlt 
würde ich sagen wäre ich mit >=100kHz gut unterwegs. Allerdigs ist dann 
auch die Gefahr von Oberwellen und damit von Störung höher. Als Imax was 
die Leistungsstufe schalten soll würde ich schon so 15-20A annehmen, 
wobei sich dann die Frage stellt ob das ein MOSFET allein schafft oder 
wie ich es vorgesehen hatte mehrere sein sollen oder müssen. Irgendwie 
finde ich auch mit Hilfe von google nix gescheites zur Dimensionierung 
von PWM Leistungsstufen wenn es um solche Stromstärken geht. Zum Dimmen 
von LEDs gibt es reichlich ....

Hat da noch jemand einen Tip für mich wo man konkret sehen kann was für 
Induktivitäten und Kapazitäten im Step Down Wandler verwendet werden 
können?
Vielen Dank, Georg

[Wolfgang (Gast)]

Georg K. schrieb:
> Zu der eigentlichen PWM Leistungsstufe. Mein Ziel ist es eine
> Eingangsspannung 15-60 Volt (von Solarzellen) so zu regeln, dass damit
> eine Solarbatterie (12 oder 24V) geladen wird.
Die Spannung der Solarzelle sagt erstmal recht wenig. Eher entscheidend 
ist der Strom. Und wenn du dem Solarpanel die maximale Leistung 
entnehmen willst, ist ein MPPT-Regler die richtige Methode.
Guck die mal die Ausgangskennlinie so einer Solarzelle an.

[Georg K. (gkeller)]

Wolfgang schrieb:
> Und wenn du dem Solarpanel die maximale Leistung
> entnehmen willst, ist ein MPPT-Regler die richtige Methode.
> Guck die mal die Ausgangskennlinie so einer Solarzelle an.

Ja, das habe ich schon verstanden und gemacht - ist quasi per SW im 
Raspi abgebildet. Was mir fehlt ist wirklich das Stück "richtig 
funktionierende HW"

https://www.georg-keller.de/raspberry-pi-projekt/#Projektlogbuch_RasPi_Projekt