Hallo allerseits,
ich wollte mal eben schnell eine kleine negative Versorgung bauen. Aus
+5V -25 bei ungefähr 24mA. Klar, mit einem einfachen Inverter (am PWM-Ausgang eines µC) ist das sowieso nicht zu einem wirklich berauschenden Wirkungsgrad zu haben, insbesondere wenn's mit Bauteilen aus der Grabbelkiste gebaut wird, aber irgendwas halbwegs brauchbares sollte doch wohl möglich sein.Also das lokal vorhandene Bauteilangebot durchmustert und die mir am geeignetsten erscheinenden rausgepickt. Waren natürlich nicht in der LTSpice-Bibliothek vorhanden, aber das muß ja nix Schlimmes bedeuten, eher im Gegenteil, erfahrungsgemäß haben die Bauteile darin sowieso oft nicht allzuviel mit der Realität zu schaffen... Wie auch immer, jedenfalls habe ich Modelle für meinen Schalttransistor und meine Diode im Internet gefunden und die scheinen mir auch einigermaßen realistisch zu sein, soweit ich die Parameter beurteilen kann.
Was natürlich unmöglich zu finden war, ist ein Modell der Induktivität, denn da weiß nichtmal ich selber Genaueres über den verwendeten Ringkern. Nur die Abmessungen (Außen 20mm, Innen 15mm, Höhe 6mm) und den Farbcode (gelb-weiß). Darauf habe ich zwei Lagen 0.8er Draht gewickelt und hinterher 208µH gemessen. Verbaute Drahtlänge war so ungefähr 1m.
Als Modell habe ich das gewählt, was aus der LTSpice-Bibliothek bezüglich Induktivitat und Serienwiderstand am nächsten an meinem Eigenbau dran war.
Also schön lossimuliert (Modell weiter unten) und eine Kennlinie aufgenommen, die in etwa meinen Erwartungen und Wünschen entsprach. Mit der Kennlinie hätte ich den von mir gewünschten Arbeitspunkt noch komfortabel im lückenden Bereich und damit (meiner Meinung nach) genug Luft nach oben für die bösen Fallen der Realität. Kennlinien hier:
Aber Scheiße, nix is. Die häßlich violette Kennlinie zeigt das reale Verhalten der Sache. Doch recht weit weg von der Simulation. Deutlich zu weit, ich müßte extrem weit in den nichtlückenden Betrieb gehen, um meine Zielspannung zu erreichen. Und was der Wirkungsgrad dort macht, zeigt für die Simulation die hellblaue Linie und in der Realität das Aua am Finger bei längerem Berühren des Transistors. Und da war ich noch nichtmal da, wo ich hinwill, sondern eben nur dort, wo es mir zu warm am Finger wurde. Deswegen endet die violette Kennline auch vorzeitig.
Also, wo genau ist jetzt das Problem? Wenn man mal annimmt, daß Transistor- und Diodenmodell passen, dann bleibt nicht mehr wirklich viel: Die Spule und eventuell parasitäre Einflüsse des realen Aufbaus auf Streifenleiterplatte. Wobei ich ich hier schon beim Entwurf ziemlich bewußt mein Augenmerk auf die kritischen Pfade gerichtet habe, also das Signal am Kollektor des Transistors und die Versorgung. Das ginge auch mit einer speziell angefertigten Leiterplatte wohl nicht allzuviel besser.
Irgendwelche Vorschläge, Ideen, Kommentare? Alles, was die Realität näher an die Simulation bringt, ist hochwillkommen. Alles, was den umgekehrten Weg beschreibt, ist zumindest hilfreich, jedenfalls wenn es nachvollziehbar erklärt wird.
Ach so, hier noch das LTSpice-Modell:
------------------------------------------------------------------------- Version 4 SHEET 1 7412 692 WIRE 576 -256 464 -256 WIRE 672 -256 576 -256 WIRE 784 -256 672 -256 WIRE 672 -240 672 -256 WIRE 784 -176 784 -256 WIRE 672 -128 672 -160 WIRE 720 -128 672 -128 WIRE 672 -48 672 -128 WIRE 464 16 464 -256 WIRE 784 48 784 -80 WIRE 848 48 784 48 WIRE 960 48 912 48 WIRE 1040 48 960 48 WIRE 576 64 576 -256 WIRE 1040 112 1040 48 WIRE 784 144 784 48 WIRE 960 144 960 48 WIRE 672 160 672 32 WIRE 464 256 464 80 WIRE 576 256 576 144 WIRE 672 256 672 240 WIRE 784 256 784 224 WIRE 960 256 960 208 WIRE 1040 256 1040 192 FLAG 672 256 0 FLAG 784 256 0 FLAG 960 256 0 FLAG 576 256 0 FLAG 1040 256 0 FLAG 464 256 0 SYMBOL voltage 672 144 R0 WINDOW 3 24 104 Invisible 0 WINDOW 123 0 0 Left 0 SYMATTR Value PULSE(5 0 0 10n 10n 31.24µ 41.65µ) SYMATTR SpiceLine Rser=40 SYMATTR InstName V1 SYMBOL ind 800 240 R180 WINDOW 0 36 80 Left 0 WINDOW 3 36 40 Left 0 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 220µ SYMATTR SpiceLine Ipk=1.008 Rser=0.095 Rpar=6973 Cpar=1.944p mfg="Wurth Elektronik" pn="744043221 WE-TPC MH" SYMBOL schottky 912 32 R90 WINDOW 0 0 32 VBottom 0 WINDOW 3 32 32 VTop 0 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value BAT48 SYMBOL res 1024 96 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 1.05k SYMBOL voltage 576 48 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 SYMATTR SpiceLine Rser=1 SYMATTR InstName V2 SYMATTR Value 5 SYMBOL pnp 720 -80 M180 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value BD436 SYMBOL res 656 -64 R0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 150 SYMBOL polcap 976 208 R180 WINDOW 0 24 57 Left 0 WINDOW 3 24 8 Left 0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 47µ SYMATTR Description Capacitor SYMATTR Type cap SYMATTR SpiceLine V=50 Irms=330m Rser=0.3 Lser=0 mfg="Nichicon" pn="UPL1H470MPH" type="Al electrolytic" SYMBOL polcap 448 16 R0 SYMATTR InstName C5 SYMATTR Value 100µ SYMATTR Description Capacitor SYMATTR Type cap SYMATTR SpiceLine V=2 Irms=2.1 Rser=0.028 Lser=0 mfg="KEMET" pn="A700V107M002ATE028" type="Al electrolytic" SYMBOL res 656 -256 R0 SYMATTR InstName R8 SYMATTR Value 100 TEXT 920 -40 Left 0 !.tran 0.1 TEXT 832 -240 Left 0 !..model BD436 PNP(IS=2.17815e-10 BF=181.706 NF=1.23198 VAF=10 IKF=5.21823 ISE=4.74461e-12 NE=3.46933 BR=3.59269 NR=1.27349 VAR=5.86379 IKR=4.89888 ISC=4.75e-13 NC=3.96875 RB=12.5183 IRB=0.1 RBM=0.1 RE=0.000998671 RC=0.391803 XTB=0.104911 XTI=1.01422 EG=1.05 CJE=5.01228e-08 VJE=0.606422 MJE=0.433643 TF=1e-08 XTF=1.36434 VTF=0.997211 ITF=0.986337 CJC=4.44451e-10 VJC=0.400111 MJC=0.410698 XCJC=0.803121 FC=0.575002 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5 TR=1e-07 PTF=0 KF=0 AF=1)\n..model BAT48 D(IS=263.91E-9 N=1.0966 RS=.4109 IKF=29.589E-3 EG=.69 XTI=2 CJO=29.800E-12 M=.50094 VJ=.41054 ISR=90.294E-9 FC=0.5 NR=4.9949 TT=0 type=Schottky)
------------------------------------------------------------------------