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Cómo evitar el "Def Con" y la simulación que se ejecuta en femtosegundos / segundo (que se ejecuta para siempre) para la simulación de 1.600 carreras

Leí otras preguntas relacionadas con "Def Con", pero, 1. no entendí muy bien lo que se decía, 2. otros circuitos no eran de transistores discretos, y 3. Pensé que podría ser útil tener un circuito mínimo con este problema, en caso de que LTSpice pueda ser mejorado para evitar este problema.

El mensaje de progreso en la parte inferior izquierda de la pantalla sigue alternando con el mensaje "Def Con":

Def

y un mensaje que dice que la tasa de simulación está en el rango de los femtosegundos:

enter image description here

En la captura de pantalla anterior, observe que el progreso ha disminuido a 22,4748 femtosegundos por segundo de avance de la velocidad de simulación.

Estoy utilizando LTSpice para probar todas las combinaciones de NPN en el siguiente circuito, que representa simplemente un condensador volante que transfiere carga entre una célula simple y un inductor, encendiendo un LED. El circuito es una topología boost inversora.

Muchas combinaciones de transistores funcionan bien. El problema es que, para ciertas combinaciones de transistores, se produce el (para mí) temido "Def Con", con una ralentización del progreso a un ritmo de femtosegundos por segundo en ocasiones.

El circuito, tal y como se muestra, desciende a esta condición degenerativa. Un portátil desciende a la velocidad de simulación de femtosegundos por segundo, y otro portátil sólo parece bajar a la velocidad de simulación de picosegundos por segundo.

Normalmente cambio un poco el circuito y el problema desaparece, o encuentro algo que estaba mal en el circuito, pero no creo que pueda seguir esa heurística aquí. Realmente me gustaría entender cómo ocurre esto con varios circuitos del Ladrón de Joules y otros circuitos simples de transistores que estoy probando en mi camino hacia la enseñanza de los circuitos de transistores discretos.

Mis circuitos suelen tener un flujo de corriente de izquierda a derecha, pero para una mejor presentación en este formato, he girado el circuito, y la corriente fluye de arriba a abajo.

Primitive discrete transistor flying capacitor inverting boost converter into 1 white LED.

Dado que hay 1.600 combinaciones de transistores por las que pasar, ¿cómo puedo evitar que se produzca el "Def Con" y que este conjunto de simulaciones se eternice?

EDIT: Tengo que explicar de dónde sale la cifra de 1.600... Estoy probando sólo 40 de los modelos de stock que vienen con LTSpice, pero estoy probando cada combinación de (NPN1, NPN2) que termina siendo 40*40 que es 1.600 combinaciones. Hay dos sentencias .step, cada una pasando por los 40 modelos, una sentencia .step para NPN1, y la otra sentencia .step para NPN2. Cuando inicio la simulación de LTSpice, comienza a recorrer las 1.600 simulaciones.

Otro pregunta de intercambio de pilas de ingeniería eléctrica da algunos antecedentes sobre cómo y por qué llegué aquí.

Para su comodidad, aquí está el código fuente del archivo de simulación LTSpice. Sólo tienes que copiarlo y pegarlo en el Bloc de notas u otro editor de texto, y luego guardarlo como algo así como "DefConSimulation.asc". (LTSpice es gratuito):


Version 4
SHEET 1 3448 1340
WIRE 144 -128 -288 -128
WIRE -288 -96 -288 -128
WIRE -288 -96 -320 -96
WIRE 144 -96 144 -128
WIRE -288 -80 -288 -96
WIRE -64 -48 -160 -48
WIRE 32 -48 16 -48
WIRE 80 -48 32 -48
WIRE -160 -32 -160 -48
WIRE 32 -32 32 -48
WIRE -160 64 -160 48
WIRE 32 64 32 48
WIRE 32 64 -160 64
WIRE 144 64 144 0
WIRE 144 64 32 64
WIRE -288 160 -288 0
WIRE -224 160 -288 160
WIRE 144 160 144 64
WIRE 144 160 -160 160
WIRE 176 160 144 160
WIRE 144 208 144 160
WIRE -64 256 -160 256
WIRE 32 256 16 256
WIRE 80 256 32 256
WIRE -160 272 -160 256
WIRE 32 272 32 256
WIRE -288 288 -288 160
WIRE -240 288 -288 288
WIRE -240 336 -240 288
WIRE -160 368 -160 352
WIRE 32 368 32 352
WIRE 32 368 -160 368
WIRE 144 368 144 304
WIRE 144 368 32 368
WIRE 144 400 144 368
WIRE -16 448 144 400
WIRE -288 480 -288 288
WIRE -176 480 -288 480
WIRE -16 480 -16 448
WIRE -16 480 -96 480
WIRE 32 480 -16 480
WIRE -288 512 -288 480
WIRE -288 624 -288 576
WIRE -128 624 -288 624
WIRE -16 624 -16 480
WIRE -16 624 -64 624
WIRE -288 736 -288 624
WIRE -288 736 -320 736
WIRE -240 736 -288 736
WIRE -16 736 -16 624
WIRE -16 736 -176 736
FLAG -240 336 0
FLAG 176 160 C1
FLAG -320 736 D1
FLAG 32 480 L1
FLAG -320 -96 V1
SYMBOL voltage -288 -96 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 3
SYMBOL voltage -160 -48 R0
WINDOW 3 -115 132 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR Value PULSE(0 12 0us 100ns 100ns 1us 4us 987000123)
SYMATTR InstName V2
SYMBOL ind -80 496 M270
WINDOW 3 5 56 VBottom 2
WINDOW 0 32 56 VTop 2
SYMATTR Value 100µH
SYMATTR InstName L1
SYMBOL cap -160 144 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 100µF
SYMBOL LED -240 752 R270
WINDOW 0 28 -10 VTop 2
WINDOW 3 55 124 VBottom 2
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value LXK2-PW14
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL npn 80 -96 R0
WINDOW 0 60 25 Left 2
WINDOW 3 27 57 Left 2
SYMATTR InstName NPN1
SYMATTR Value BC337-25
SYMBOL res 16 -48 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 100K
SYMBOL res -80 -32 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 240
SYMBOL voltage -160 256 R0
WINDOW 3 -119 138 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR Value PULSE(0 12 2us 100ns 100ns 1us 4us 987000123)
SYMATTR InstName V3
SYMBOL npn 80 208 R0
WINDOW 0 60 25 Left 2
WINDOW 3 27 57 Left 2
SYMATTR InstName NPN2
SYMATTR Value 2N5550
SYMBOL res 16 256 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 100K
SYMBOL res -80 272 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 240
SYMBOL schottky -304 512 R0
WINDOW 3 24 70 Left 2
SYMATTR InstName D2
SYMATTR Value 1N5817
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL cap -64 608 R90
WINDOW 0 3 64 VBottom 2
WINDOW 3 -26 -9 VTop 2
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 10nF
TEXT -208 -112 Left 2 !.tran 0 2.4ms 2ms startup
TEXT -904 96 Left 2 !.SAVE I(D1) I(V1) V(V1) V(D1) V(D2) V(L1)\n.meas iD1 AVG I(D1)\n.meas iV1 AVG -I(V1)\n.meas pIn AVG -V(V1)*I(V1)\n.meas pOut AVG V(D1,L1)*I(D1)\n.meas effic PARAM pOut/pIn*100

7voto

dumfries Puntos 1

Pruebe esto: para todas las fuentes añada Rser=0.1 y para el 3V una adición Cpar=1m y para los dos condensadores añadir Rser=10m . Si empiezan a aparecer oscilaciones (no deseadas) de muy alta frecuencia a causa del inductor, pruebe a añadir Rpar=100k al inductor, o incluso más bajo. No te asustes de poner parásitos, ya que ayudan a la convergencia. Si es necesario, no tengas miedo de añadir pequeñas capacitancias de los nodos clave a tierra - ayudan a suavizar las discontinuidades causadas por transiciones muy agudas.

Una cosa clave a recordar es que las fuentes de voltaje no son tan amigables con la convergencia en LTspice, pero cuando se añade Rser En el interior, se convierten en fuentes de corriente, que son muy superiores en términos de convergencia.

4voto

Cuando una simulación desciende al cálculo del límite de la máquina es una señal de que la simulación ve o espera una salida caótica.

Esto puede deberse a una solución divergente (por ejemplo, retroalimentación positiva desbocada, múltiples fuentes dependientes de la tensión) sin los mismos límites de potencia o frecuencia o de otro tipo.

Si realmente está probando 1600 modelos de transistores y algunos muestran esto y otros no, es posible que algunos simplemente no sean adecuados y no estén modelados apropiadamente para esta aplicación/régimen de funcionamiento y rompan la sim

O son más ideales y algunos modelan con más precisión el parámetro secundario o las características del modelo que evita que las cosas diverjan.

Por lo general, lo tomo como una señal debido a uno de los siguientes factores

  1. Modular mi simulación y crear modelos individuales parametrizados de las principales subpartes
  2. Alternativamente Simplificar el Sim y lo que le pido
  3. Comprobar tres veces mi esquema de simulación y las opciones de análisis
  4. Sólo se utilizan modelos verificados, buenos y adecuados, compatibles con ltspice

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