INDUCTION HEATING

Не смог найти модельку для LTspice IV CD4046, то, написал сам.
( Текст библиотеки ввел в стандартную библиотеку для логики CD4000.lib).
Работает корректно. Вот, промоделирована схема ИН, которая работает в железе, и соответствует работе.
Подключается библиотека командой: .lib (путь)\CD4000.lib
Если библиотека лежит вместе с остальными библиотеками, тогда строка примет вид: .lib CD4000.lib
Вот, результаты тестирования:
Все близко согласуется с железом.

На старом форуме есть тема про моделирование в LTspice SwCAD. Там гдето были модельки 4046. Были какието ньюансы при работе, я уже не помню что именно. Давненько не моделировал ничего. А вообще очень полезная тема моделирования! Начинающим (и не только начинающим) поможет понять процессы и сохранить детали.

Наверно надо брать блоксхему из даташита микрухи производителя. Могут быть отличия по буквенным индексам и у разных производителей.

Хочу уйти от регулировки тока напряжением питания. Промоделировал по такому принципу: ТТ, при превышении тока увеличивает напряжение на 9 ножке, т.е. увеличивает частоту. На первый взгляд хорошая идея, все должно работать, но, оказывается идет смена фазы колебания в индукторе, (перерегулировка), и возникают сквозные токи, не много, всего в нескольких периодах, но этого достаточно - сгорают ключи.
Верху, ток через возвратные диоды, внизу - ток в первичке.

Тестирование показало, что модель вполне адекватно работает.
К примеру: вопрос об детектировании и демфировании она наглядно показала.
viewtopic.php?f=17&t=55&st=0&sk=t&sd=a&start=150

derba, доброго времени суток, снова к вам на поклон. Вопрос по вашей модельке, правильно ли делаю:
1. Копирую файлы CD4046.asy из первого архива в этой теме и CD4000.lib из последнего архива этой темы, в папку LTC\LTspiceIV\lib\sym\CD4000 на вопрос о замене файла соглашаюсь.
2. Нажимаю кнопку компонент, в разделе CD4000 появляется компонент CD4046, выбираю его, размещаю на рабочем поле.
При такой последовательности, подключение библиотеки происходит автоматически, или надо всё равно подключать через команду .lib ?

Нужно подключать через команду .lib

Заработало! Видно где-то в пути к файлу ошибка была, в моём случае:
.lib C:\Program Files\LTC\LTspiceIV\lib\sym\EXTRA\CD4000\CD4000.lib
Спасибо!

Если поместить в папку sub: C:\Program Files\LTC\LTspiceIV\lib\sub\CD4000.lib, то полный путь не обязательно прописывать, достаточно .lib CD4000.lib

Классно работает модель, посмотрел на сколько быстрее идёт захват и лучше удержание с дополнительным резистором в фильтре, а так же с дополнительным диодом и резистором, паралельно резистору фильтра между ножками 9 и13, в комплексе стабильность намного выше. Вот интересный случай два такта на захват:

Ещё один вопрос, как делаете нагрузку, или её отсутствие в процессе прощёта?

Индуктор – образец это трансформатор, соответственно и моделируется, как трансформатор.
По литературным данным мах трансформаторная связь 0.65-0,7. Реально ок0.55 (что у меня и стоит). В индукторе можно выставить паразитные сопротивления, хотя на работу модели их влияние не велико, только в области пустого сказывается влияние.
А нагрузку создает управляемый элемент bref, он выступает в данном случае, как управляемый резистор. Прописывается источник управляемого напряжения, где вольты соответствуют омам (при этом резистор не может быть равен 0 или быть отрицательным, выскакивает ошибка).
Может быть этот элемент быть и управляемым напряжением, как использовать см внизу рисунка. Это, кстати с модели СD4046, такие приемы позволили упростить модель, за счет чего модель имеет хорошую скорость работы.
Индуктивность вторички в квадрате, т.е. у меня 10 витков, индуктивность 20 мкГн, значит первичка в 100 раз меньшего номинала.

Вот, пример моделирования с испольованием CD4046.
Это практически реальная модель моего индуктора, работающего в железе: раница: вместо рекуперационного в модели стоит RCD снаббер, и вместо адаптационных драйверов стоит обычный оптодрайвер, и нет схемы первоначального запуска. Работа модели близка к железу. И обратите внимание, как сделана цепочка на вход ГУН. С диодом гораздо лучше входит в синхронизацию. И в модели не сходятся номиналы некоторых элементов, к примеру: обвяки CD4046. (нужно подстраивать под конкретную микросхему). Ну, и стабилитрон в модели я взял с 15 ножки CD4046, в реале стоит стабилитронт отдельно.

В общих чертах понятно, надо некоторое время чтоб собрать схему и вникнуть в детали.

Что-то с Bref никак не продвинусь, изначально думал что это один из стандартных примитивов доступных для моделирования, но облазив все свои компоненты, так и не нашёл что-либо подобного, пытался приколхозить Bv функциональный источник напряжения, вроде возможно приравнять вольты к омам, однако так и не разобрался с синтаксисом, как вводить временные точки изменения напряжения. С элементом voltage с таблицей время/вольты всё просто, но не смог заставить выдавать на гора вместо вольтов - омы. Если Bref это самостоятельный элемент, если есть такая возможность, поделитесь, или объясните как его сделать/настроить.

Синтаксис:
R=V(a)+16*v(b). Где V(a) и V(b) напряжения в соотв метках.
Можно и так, для напряжения.
V=V(a)+16*v(b)
Поместите . где угодно, у меня в директории SUM.
Я немного именил его вид, что бы было понятнее.

derba спасибо, наконец дошло как это работает. Однако умеете Вы держать интригу! Заставили меня таки дойти до истины, всё оказалось относительно просто, две половины уже были у меня в руках, только не знал каким боком их к друг другу прислонить. Bv равна функции rez

Посмотрел, картинка Bv обращается к той же библиотеке, что и Bref. Это один и тот же элемент.
Вот изображения элементов более лучше смотрится, под наши стандарты.

derba поясните по какому принципу в вашей схеме выбираются индуктивности катушек L1,L2 выполняющих функцию согласующего трансформатора. По моим соображениям было так, допустим первичка трансформатора 25 витков, индуктивность 4,6 миллигенри, вторичка проводник продетый через центр ферритовых колец, рассматриваю как один виток, следовательно индуктивность вторички 4,6/25/25=0,00736 или 7,36 микрогенри, несмотря на то что индуктивность первички взял больше чем у Вас, получил индуктивность вторички намного меньше. Что неправильно делаю?

Дело в витках. У меня первичка 11 витков, вторичка 2. Т.е. у меня 5.5*5,5=30.25 раз меньше индуктивность вторички.
Это в железе так. Это позволило сделать индуктор с бОльшим количеством витков (вольт на виток должжно быть примерно одинаково). Т.е. индуктивность индуктора стала больше, а на это надо меньше емкость конденсаторов, да и токи поменьше, и схема управления четче работает, (в модели во всяком случае) . Вот. такой индуктор. Осталось на данный момент 26 шт красных (CBB81), остальные убрал. Индуктор съемный, трубка охлаждается водой, а шина подключения не греется.
Диаметр индуктора на 1 см больше литровой банки Т.е. можно использовать тигель емкостью до 700 мл, а если для алюминия, то железный тигель на пару литров. хотя реально больше литра сразу не лил..

Вопрос задал потому что, это скорей всего относится к работе модели, если в контуре будет достаточно большая индуктивность L2 около 150 микрогенри, процесс моделирования идёт нормально. Если же индуктивность контура мала, генерация с ГУН прекращается, и схема в целом замолкает. В реальной микросхеме генерация не прекращается пока на ней присутствует питание. В контуре с малой индуктивностью, одного пинка может оказаться недостаточно чтоб начать колебательный процесс:

Что то не так с моделью, покажите схему. Если схема составлена правильно, с ГУН импульсы не прекращаются , не будет синхронизации, а генерация будет. Тут 2 резистора, один определяет мах частоту (при мах напряжении на 9 ножке) и другой резистор мин частоту при 0 напряжении на 9 ножке. В данном случае это резистор R2 определяет низкую частоту, если его убрать, то при близком к нулевому напряжению частота пропадает. Вот, это видно по 2 модели. Это так работает микросхема и в реале. Вверху - управляющее напряжение ГУН (9 ножка), внизу - выход с ГУН (4 ножка). Синхронизирующие входы сидят на массе (модель не работает с висящими в воздухе входами , как в реале я не знаю, но так запрещено ипользовать КМОП логику, то я и сделал запрет, т.е будет ошибка.
естественно, кроме входов времязадающих резисторов).

Вот, уменьщил индуктивность вторички (стало примерно 33 витка первички 1 виток вторички), уменьшил индуктивность индуктора, увеличил емкость, все работает. Не стал моделировать дальше, долго обсчитывает, тут и так видно, что все работает. Внизу напряжение на входе ГУН (9 ножка). Момент входа в синхронизм.
Вверху напряжение между транзисторами, и ток первички.

Ищите косяк в модели.

Так и есть смещение диапазона не требовалось (точнее я с ним ещё не определился) поэтому 12 ножка висела в воздухе, поставил резистор 500к теперь генерация не прекращается. Спасибо!

Вот, схема модели CD4046, тут использованы одни примитивы, что дало хорошую скорость обработки. Если использовать активные элементы, например: транисторы, то скорость была бы во много раз медленнее. Элемент с надписями - RV это управляемое напряжение\ управляемый резистор.

derba, в процессе эксплуатации Вашей модельки, появились некоторые неувязки, хотя это не помешало тестировать сам принцип. В общем если охота будет посмотрите на досуге.
Что-то не так, с ножками 11, 12.
В дате написано:

То есть C1,R1 обязательные элементы схемы, а в модели оставляю R1 не подключенным (11 ножка), ГУН генерирует частоту, и напротив если необязательный элемент схемы R2 (12 ножка) не подключен, отсутствие сигнала на входе (14 ножка) приводит к остановке ГУН. Сначала думал что они просто перепутаны местами, но проблема где-то глубже, если ножки использовать наоборот, захвата толком не получается.
Согласно графикам в даташите (и в реале так) при увеличении номинала R1 частота ГУН должна уменьшатся, в модели наоборот повышается. Что касается R2, логика работы правильная, только при больших номиналах (близко к 100к) процесс симуляции останавливается через несколько тактов, вылетает ошибка, хотя тут не уверен возможно это мои кляксы.

R1 не обязательный элемент. В реале в микросхеме стоят в параллель 2 полевика, где один, как генератор тока ( ток определяет R2), другой, как истоковый повторитель, т.е. при увеличении напряжения ток увеличивается, соотв и увеличивается частота. Попробуйте в реале, будет генерация и без R1, т.е. как ГУН работы не будет, а будет генерация не зависимо от напряжения на 9 ножке, посему применяется такое включение крайне редко.
Вот, при 300к R1 все симулируется. Так же как и при 100к..
И другая модель, R2 меняется от 1к до 100к, и частота с бОльшей становится меньше, что и должно быть.
А насчет того, что не подключен R2, то при нуле ( даже чуть выше) на входе ГУН (9 ножка) будет отсутствие генерации и у микросхемы.
Я не утверждаю, что модель полностью соответствует микросхеме, но функционально работает оч. близко.
Хотя иногда появляется глюк, короткие импульсы с 13 выхода. Типа гонов (возможно они и есть), но они настолько короткие, что на работу не влияют, а искать причину -нет желания, это может занять времени больше, чем пошло на всю модель . Схема писалась для практического расчета ИН, с чем она и справилась.

Насчет обязательности R1- Vitek предложил схему в теме Общая тема обсуждения ИН , от 18 апреля сего года , без R1 :

Привет всем! Зарегился на форуме только. Вопрос по модели 4046. Не могу запустить никак. Выдает ошибку :


Трудно найти в сети исправную версию Обязательно какая то бяка...

Нужна вся картинка, или вышлите модель.Что то не корректно подключили. Возникают подобные ошибки, если соединить 2 выхода, к примеру: 1 и 2 ножка соединена между собой, или вход болтается в воздухе. к примру: не подключена 14 и/или 3 ножки. Но,это не корректное включение. Остальных ошибок не обнаружено. Если такова имеется, при корректном включении, то я исправлю модель.

Щас уже так... Как бы запустил. Не всегда неподключеные выводы вызивают ошибку. Причем ошибка совершенно не о чем не говорит. Или говорит но не о том. Вот и хорошо. У меня есть иная модель 4046, работает. Но я ищу такую в которой есть 1й вывод. Пока не нашел. В этой он подключен?

В данном случае у Вас не подключена 14 ножка (входной сигнал). А КМОП логика требует подключения, иначе не корректная работа т. к на входе неопределенность. Это в ТТЛ логике изначально лог. 1. Подключите 14 ножку к массе или к питания, должно заработать. Это не ошибка в модели, а ошибка во включении.

Вот пример некорректного включения, выход нагружен питанием.Такое включение приведет к сгоранию микросхемы. Можно исправить, поставив резистор между питанием и выходом.

И это не правильно, если с неподключенным выходом работает, для КМОП логики это не допустимо, это не адекватная модель, будет неопределенность, я , например, паяю точно по модели, и сделана модель , которая не допускает таких огрехов.

Первый выход подключен, нужно подавать импульсы на 3 и 14 ножки, тогда на 1 появятся импульсы. Хотя, я этот выход не тестировал, вроде работает правильно, но 100% гарантии об адекватности я не гарантирую, хотя по даташиту работа вроде правильная, но в железе я этот выход не применял.

По поводу входов это верно. По поводу выходов- не имеет значения. Лиш бы не КЗ. Это всем известно наверное...

А выходы и дают ошибку, если подать их на питание или на корпус, можно включать только через резистор, и модель работает, если выходы не подключены. Тут все работает правильно.
Насчет ошибки, это Вы точно заметили, не понятно о чем говорит эта ошибка.

Спасибо. Поковыряю тему еще...

Вот, снял графики с модели, вверху выход с 13 ножки, внизу с первой. Все, как по даташиту. Но, в железе не проверял. Это с модели ИН, близкая схема работает в железе. То,за остальные ножки я ручаюсь, работают адекватно. Видна работа 13 ножки в третьем состоянии (это снята модель именно на 13 ножке).

У меня есть модель 74НС4046 которая работает совершенно не так. Вернее ваша, в таком же включении, не работает. Вот сижу и не пойму, которая не верна. В чем разница Первая (которая) работает, вторая (Ваша) не работает... Кака то путаница.

100кГц захват входной частоты.
Диаграммы
1 - 14 нога
2 - 4 нога
3 - 3 нога
4 - 9 нога
5 - 2 нога.

Попробуйте свою модель по такому варианту проверить. Я ничего не понимаю... Крутил крутил... Я не говорю что Ваша не годится. Я наоборот хочу понять. 74НС4046 хорошо работает, по крайней мере в симуляторе.

Вот пример применения. 13 нога слежение за фазой. Синус на контуре- Tanc+

Это разные типы. CD4046 – это КМОП логика . Т.е входы – на полевых транзисторах .
А серия 74 имеет входы ТТЛ с диодами Шоттки (LSTTL)
http://dic.academic.ru/dic.nsf/eng_rus/388428/LSTTL

Соотв эта серия может работать и с оторванными входами, т.к вход имеет привязку, такова особенность ТТЛ логики , и обычно на входе лог 1. Потом у Вас не задействована 5 ножка, а это управление работой, в ТТЛ серии можно этот выход не подключать, в КМОП – обязательно должен подключен.
И тут подключен 14 выход так, что он будет работать в ТТЛ логике, а в КМОП – тут не определенное напряжение.
Это разные типы логики, и работают по разному.

14 нога это вход однако. Но не в том вопрос. 5 нога не влияет не на что в данном случае. Функционально это эдентичные внещи. Не важно что там внутри. Надо подключать, не надо подключать выводы это вопрос риторический. Функционально как то очень разно все. Ведь схема подключения такая же. Ну номиналы были бы разные понятное дело, принцип построения то один. Ну да ладно... Будем как то прорываться.

Функционально идентичны, не подразумевает полную идентичность. разница все равно есть, Если неподключенный вход в ТТЛ логике воспринимается за конкретный уровень, то в КМОП, это неопределенность, аварийная ситуация.

Нет, важно что внутри, пример :два элемента 2И-НЕ (функционально идентичны). но в первом случае, если использовать , как инвертор, можно первый вход использовать для работы, а другой вход - соединить с плюсом питания, или объединить два входа, или оставить вход в воздухе, неподключенным. Во втором случае те же методы, но кроме оставить не подключенным вход. Такое подключение не выйдет. Тут получается неопределенность в напряжении. Ведь затворы ни с чем не соединены, и емкость затвора может быть заряжена до любого напряжения.

Еще, несмотря на функциональную идентичность входы и выходы ТТЛ и КМОП не всегда совместимы.
Выход ТТЛ логики при 5 в питании – лог 1 должен иметь 2 в и выше, или 0,8в и ниже – лог 0. В промежутке может быть на выходе или лог 0 или лог 1, т.е неопределенность.
Для КМОП, при тех же 5 в питания: лог 3,5 в и выше, лог 0 1.5в и ниже.
Т.е логические уровни ТТЛ не подходят для входа КМОП логики. Выход КМОП для лог 0 от 0.05в и ниже, т.е вход ТТЛ по уровню совместим с КМОП, я с успехом совмещал , у меня К561 серия управляла К155 серией, но не наоборот.
Для ТТЛ еще несовместимость может быть по входящим токам. ТТЛ по входу потребляется ток , как при лог 0, так и лог 1, и КМОП некоторых серий просто могут такой ток не обеспечить (для КМОП входого тока не потребляет) то . К176 серия не работает с ТТЛ. Да и питание в 5в не гарантирует работу 176 серии. (там питание по даташиту- 9в+-5%), хотя у меня работало и при 5в , но с 155 серией сбоило.

Т.е . по уровням КМОП более помехоустойчивая, но по природе имеет малую рабочую частоту, хотя до 1 мгц ИМХО это самый лучший вариант, Особенно при питании 15 в, Выход от 0.05в до 0 при лог нуле и от 14,95 в до 15в при лог единице.
А на входе от 0 до 4в гарантированно воспринимается лог 0. И от 11 до 15 , как лог 1.
Вход совместим с уровнями операционных усилителей, для ТТЛ такой совместимости не наблюдается.
Т.е. КМОП логика более устойчивая к помехам. До 3 в еще не опасные уровни помехи для КМОП, против 0.8-1,5в уже опасные помехи для ТТЛ.
Вот, таблица совместимостей.

CMOS- это обозначение КМОП по другому стандарту.

Вы не о том говорите. Мне эти отличия известны лет так 40 последние... Что такое КМОП и ТТЛ давно понятно. Но ваша модель работает иначе! Не в ТТЛ/КМОП вопрос. Почему напряжение(импульсы) на тактовом конденсаторе (6/7 нога) привязано к питанию, а не к 0В как у всех (!) 4046. Я не совсем диллетант, не окончательный. 50 лет с паяльником. Применял в свое время и 564ГГ1 и 74НСТ4046 и СD4046. Могу только сказать что КМОПТТЛ(CMOSTTL) это не ТТЛ! Серия НС и НСТ это СМОS. LS\ALS... и подобные -CMOSTTL Просто TTL давно никто не выпускает. Это не СССР... Откройне ПДФ для 74НС4046 и СD4046 - найдите функц. отличия. Я не могу понять в чем они. 74 серия очень быстрая, как для лог. техники этого уровня. Это просто разные технологии но не разные функционально для совместимости и общепринятых стандартов/обозначений/применения. Просто в сети не могу найти порядочной модели, чтобы все как у живой. Смоделил, запаял/поправил - и нет вопроса.



Фиолет(верхняя диагр) - напряжение на С2. По нему видно что частота начинает возрастать снизу вверх до захвата.
Средняя линия - 9 нога , процес стабилизации петли.
Красная- привязка по пост. току напряжения на С1 (6/7 нога)

Эта модель не соответствует схемному решению с реальной и схемой. А только моделирует процесс на основных выходах, и входах, это 1, 2, 3, 4,5, 9, 10, 13, 14,15 ножки У меня все на примитивах, и на математических вычислениях. Вот, подчеркнуто красным (может и не все), такое вычисление заменяет кучу лог. элементов. На примитивах модель работает быстро. Если модель, деталь в деталь, она будет работать, но настолько медленно, что , моделирование, которое займет несколько часов, на моей модели, на примитивах, пройдет за несколько десятков секунд.

. И мне до лампочки, совпадают , или не совпадают осциллограммы реальной микросхемы с моделью на 6 и 7 ножке. Эти ножки в работе не используются. А полного соответствия я и не добивался, Я добивался соответствия на используемых выходах.

Если есть такая потребность, в полном совпадении, то почему Вам не написать собственную модель? Это не так и сложно. Кстати СD4046 первая модель в LTSpice-IV, что я написал, хотя опыт в программировании на других языках у меня есть, но тем не менее….

Ну мне тоже не важно как там куда чего привязано. Но стандартное включение, стандартные функции ? Это же просто и понятно как должно быть. Как с этим ? Я вот включил и не работает... Вообще не ясно как оно себя ведет. Что не так? Иная модель работает по всем параметрам. Вот нет только некоторых ног. В этом и вопрос. Других моделей не нашел. Потому и спрашиваю.

Если этот вопрос не интересен, я не настаиваю. Закроем вопрос... Будем искать, такие же но с перламутровыми пуговицами.

У Вас не стандартное включение для КМОП логики. Амплитуда 1в, на 4 ножку, при питании от 5в Вот, при стандартном включении, и стандартных выходах что выходит. пределы кмоп логики. Напряжение должно соответствовать стандартам. Возможно 74 серия и будет работать, но 4000 работать не будет, если при питании 5в, на входе амплитуда синусоиды -1в(рамах 2в, а надо ок. 5). Надо правильно подключать. Моя модель при таких уровнях, что у Вас не будет работать, и в железе не будет КМОП логика работать с такими, как у Вас уровнями.. Какие уровни приходят, к примеру, на 3 ножку? А какие должны? Уровни лог 0 или 1 КМОП логики. И соответствуют сигналы у Вас этим уровням? Нет.

http://www.inp.nsk.su/~kozak/cd4000/cdh08.htm
Вот, по ссылке, лог 0 =0.5в и ниже, лог 1= 4.5в и выше, при 5в питании,обеспечите такие уровни все заработает

Это мне известно. Скажу по секрету что реально 4046 на 14 ноге имеет свой усилитель ограничитель и порог находится гдето на уровне 40-150mv (маленький такой треугольничек УФ)
я нашел модель 74НС4046 которая имеет все нужные ноги. Единственно что по 14 ноге у нее чувство порядка 2.5V. Прежняя модель которая без нужных ног, срабатывала от 1В синуса. Работает нормально. Как написано. Рекомендую. Откопал целую "кучу" моделей... Могу поделиться...




"Микросхема К564ГГ1 (CD4046A) содержит следующие внутренние узлы: генератор, управляемый напряжением (ГУН), два фазовых компаратора (ФК1 — исключающее ИЛИ или ФК2 — триггерная схема), формирователь-усилитель УФ входного сигнала, выходной истоковый повторнтель ИП. Для удобства применения на кристалле микросхемы изготовлен источник опорного напряжения — стабилитрон с напряжением 5,2 В. Рассмотрим действие отдельных частей микросхемы ФАП К564ГГ1 (CD4046A). На рисунке показана полная схема так называемой петли ФАП...."

Проверил,и по моей модели - сигнал амплитудой 1в по 14 ножке работает. Получилось, что усиливает сигнал.
По Вашей. а почему нет 5 ножки? Это та, что при лог 1 на ней идет останов. Это важная ножка.
Логика работы на 1 ножке не соответствует даташиту.
Должны быть импульсы по длительности равны времени разфазировки.

5 нога не показана, она "внутри модели" так же как и 8 не показывается иногда. Эти ноги на "земле" по умолчанию. С остальным посмотрим. Пока не вникал.