LT-Spice rechnet sehr langsam (Simulationsparameter optimieren) - LM317L

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Ste_Pa
Stammgast

#1 erstellt: 16. Aug 2020, 12:28

Hallo Zuammen,

ich versuche hier gerade einen Hochvoltregler mit LM317L (der kleine LM317 im TO92-Gehäuse und niedrigerem Querstrom) und MOSFET IRF740 in Maida-Topologie mittels LT-Spice zu simulieren. Leider klappt das nicht so recht, da LT-Spice auch nach mehr als 15 Minuten bei 1,8.. ms "vor sich hin rechnet". Mein Rechner ist nicht der schnellste (Pentium Haswell G3420 3,2GHz) aber generell hatte ich in LT-Spice nie größere Schwierigkeiten, was die Simulations- bzw. Rechenzeit anbelangt.
Vermutlich hat der Solver mit dem Model des LM317L (von

hier geladen) Probleme. Bei bestimmten Schaltungsparametrierungen (Wert der Eingangsspannung, Innenwiderstand der Spannungsquelle, Höhe des Siebwiderstands, etc.) läuft die Simulation in wenigen Sekunden aber bei den meisten Konstellationen "hängt" die Simu bzw. "kommt nicht voran".

Ein wenig hatte ich schon mal an den Simulationsparametern der Transientenanalyse "gedreht", was sich aber kaum bemerkbar machte. Ein Ändern der Integrationsmethode führte ebenfalls nicht zum Erfolg. "Start external DC supply voltages at 0V" (.tran 5 startup) ändert auch Nichts.

Hat Jemand evt. eine Idee, was ich noch ändern kann?

Viele Grüße
Steffen

LM317 & MOSFET Maida - HV Regulator (LTSpice)

[Beitrag von Ste_Pa am 16. Aug 2020, 15:31 bearbeitet]

DB
Inventar

#2 erstellt: 16. Aug 2020, 15:42

Hallo,

nimm mal den Serienwiderstand in der Wechselspannungsquelle raus.

MfG
DB

oldiefan1
Inventar

#3 erstellt: 16. Aug 2020, 16:02

Hallo Steffen,

1. Wenn Deine Spannungsquelle 220Veff/50Hz (Netzspannung) sein soll, musst Du als Amplitude 311V eingeben, nicht 220V - DAS hat aber mit Deinem Problem nichts zu tun, mit dem Ergebnis schon!

2. Nimm in der Simulation den LT317A (pos. Spannungsregler) aus der integrierten LT-Spice Bibliothek!

3. Benenne den tatsächlichen Typ der Dioden, die Du unbenannt gelassen hast.

Danach funktioniert die Simulation innerhalb eines Liedschlags! Ich habe es ausprobiert! Hat mit dem Serienwiderstand in der Wechselspannungsquelle nichts zu tun.

Gruß
Reinhard

[Beitrag von oldiefan1 am 16. Aug 2020, 16:03 bearbeitet]

Ste_Pa
Stammgast

#4 erstellt: 16. Aug 2020, 17:16

Hallo Reinhard,

hab vielen Dank für die schnelle und sehr hilfreiche Antwort.

Da suche ich immer nach LM317-Spice-Modellen im Netz und komme nicht auf die naheliegende Idee mir die interne LT-SPICE-Bibliothek mal näher anzusehen.

Aber gut ... unter PowerProducts hätte ich vermutlich auch nur nach LM317 Ausschau gehalten und nicht nach LT317A.

Ich habe nun mal den LT317A (der internen Spice-Bibliothek) in meine Simulation eingebaut und siehe da, auch hier funktioniert die Simulation jetzt einwandfrei (in "Null-Komma-Nichts" an Sekunden sind die Kurven der Spannungen auf dem Schirm).

Perfekt. Nochmals vielen vielen Dank für den Tipp!

Einen kleinen Unterschied zwischen LT317A / LM317 (

Datenblatt) und dem LM317L (

Datenblatt) liegt neben der Gehäuseform im max. zulässigen Ausgangsstrom. Der LT317A / LM317 im TO-220-Gehäuse kann wohl bis 1,5 Ampere, der LM317L im TO-92-Gehäuse riegelt via interner Strombegrenzung bei 200 mA ab. Aber ich denke, wenn man dies bei der Schaltungsdimensionierung beachtet, kann man auch mit den Simulationsmodell des LT317A gut arbeiten (vorallem funktioniert die Simulation damit einwandfrei

).

Viele Grüße
Steffen

LM317 & MOSFET Maida-HV-Regulator LTSpice Ok

PS: Wegen der 220Veff/50Hz ... Ich will eine (gut geglättete) Gleichspannung von ca. 160 Volt bei ca. 60 mA Summenstromaufnahme (evt. aufgeteilt auch auf zwei Netzteile mit je 30 mA) mit dem Netzteil bereitstellen. Dazu wollte ich mit LT-Spice ein wenig "probieren", was am besten als Eingangsspannung passt (evt. falls nötig auch in Verbindung mit einem dem Regler vorgeschalteten RC-Sieb (wobei ca. 65dB Ripple Rejection der LM317 schon ein recht guter Wert sind, denke ich)). Den Ringkerntrafo will ich sekundär selbst wickeln, daher auch der Innenwiderstand der Spannungsquelle, der für meine Wickelei von Bedeutung ist.

[Beitrag von Ste_Pa am 16. Aug 2020, 17:19 bearbeitet]

oldiefan1
Inventar

#5 erstellt: 16. Aug 2020, 18:36

Hallo Steffen

viel Erfolg!

Gruß
Reinhard

Ste_Pa
Stammgast

#6 erstellt: 16. Aug 2020, 18:46

Dankeschön Reinhard.

Viele Grüße
Steffen

Kay*
Inventar

#7 erstellt: 18. Aug 2020, 00:15

Achtung:
über dem Regler darf nur eine im Datenblatt definierte Spannung abfallen
...
beim Einschalten liegt 0V= Kurzschluss am Ausgang
und die Spannung steigt dann bis die Kondensatoren (Last) geladen sind

Also nicht nur statisch simulieren!

[Beitrag von Kay* am 18. Aug 2020, 00:17 bearbeitet]

oldiefan1
Inventar

#8 erstellt: 18. Aug 2020, 01:25

Zu keinem Zeitpunkt wird in dieser Schaltung die Spannungsdifferenz zwischen Ausgang und Eingang des Reglers grösser als 13V. Es sind beim LT317A bis 40V erlaubt. Die Schaltung trägt dieser Anforderung Rechnung.

Keine der hier bisher gezeigten Simulationen war statisch sondern alle waren in der Zeitdomäne.

Reinhard

DB
Inventar

#9 erstellt: 18. Aug 2020, 07:17

Also ich hätte eine StR150/60 genommen ...

Ste_Pa
Stammgast

#10 erstellt: 18. Aug 2020, 15:47

DB (Beitrag #9) schrieb:

Also ich hätte eine StR150/60 genommen ...

Hallo DB,

ohne dass ich diese Röhre jetzt einsetzen will, habe mich mal etwas zur StR150/60 belesen

... Die

StR150/60 ist eine Glimmstabilisatorröhre (Zündspannung max.: 165V, Brennspannung: 150V, Fertigungstoleranzen: 140-160V, Querstrom: 10-60mA). Man könnte sie also quasi als "Leistungs-Hochvolt-Z-Diode" nutzen. Interessant ist das schon, da man mit wenigen Bauteilen auskommt (Röhre + Widerstand) und auch keine Heizung benötigt. Der Spannungsverlust, wie er bei Längsregelröhren oder auch Gleichrichterröhren stets in signifikanter Höhe vorhanden ist, hält sich wohl auch sehr in Grenzen. Herunterfallen sollte das Teil wohl aber nicht, im Datenblatt steht auch etwas von radioaktiven Material am Ring.

Viele Grüße
Steffen

[Beitrag von Ste_Pa am 18. Aug 2020, 15:48 bearbeitet]

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