REDRESOARE – simulare PSPICE

Transcriere

1 REDRESOARE simulare PSPICE 1A. Redresor monoalternanţă, sarcină rezistivă Schema utilizată în simulare este prezentată în figura 1. IN N47 Figura 1. Se lansează în execuţie Capture. Se dă secvenţa: File>New>Project Se bifează: Analog or Mixed AD Se alege calea folosită în lucrarea precedentă unde se creează un nou director L3 Se completează numele proiectului REDRESOR MONOALTERNANTA apoi se dă OK Se bifează Create based upon an existing project, se alege Simple.opj apoi se dă OK Folosind secvenţa Ctrl_A>Del se şterge tot ce apare în pagina de desenare. Sursa de tensiune alternativă se aduce cu sevenţa: Place>Part>Source>SIN> OK Dioda se aduce cu sevenţa: Place>Part>Diode>N47> OK Semnul de masă se aduce cu secvenţa: Place>Ground>/Source> OK Simbolurile pentru R (şi C, dacă este cazul) se aduc din fereastra design cache. Se completează câmpurile conform celor arătate în figura 1. Se notează nodurile şi se aduc markeri de tensiune. Definim tipul de analiză pe care vrem să o efectuăm: Pspice > Edit Simulation Profile Selectăm tipul de analiză: Domain(Transient) Completăm căsuţele: Run to time 1ms Start saving data after: poate fi lăsată necompletată, (valoare implicită: ) Maximum step size:.2ms Dăm OK>Run Pspice. Apare ecranul din figura 2, în care am adăugat comenzile: (IN) 1-1 s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 1ms () Figura 2. Plot>Add Plot to Window, clic pe (IN), Ctrl_X, Ctrl_

2 Se observă cronograme asemănătoare cu cele de la lucrarea practică. Se dă secvenţa Trace>Fourier Apoi Plot>Axis Settings se bifează User Defined, se completează Hz to 1KHz, OK Apare ecranul din figura 3 în care se observă spectrul semnalului redresat (IN) 5 Hz.1KHz.2KHz.3KHz.4KHz.5KHz.6KHz.7KHz.8KHz.9KHz 1.KHz () Figura 3. Componentele spectrale apar sub forma unor triunghiuri. Dacă se setează:, Pspice > Edit Simulation Profile > Probe Window > Last Plot, apoi Analysis Type > Domain(Transient) Run to time 1ms > OK Observăm după rulare cum se îngustează baza triunghiurilor, devenind linii spectrale. Componenta continuă se observă că este aproximativ 5 Dezactivăm butonul FFT. Se revine la reprezentarea semnalului în funcţie de timp. Dacă dăm secvenţa: Trace>Add Trace Completăm în căsuţa Trace Expression: AG(()) apoi OK (sau clic pe AG( ) apoi clic pe (), urmat de OK ). Putem măsura componenta continuă pe graficul din plot-ul de jos (figura 4) (IN) 1-1 s.1s.2s.3s.4s.5s.6s.7s.8s.9s 1.s () AG(()) Figura 4.

3 1.B. Redresor monoalternanţă, sarcină rezistivă cu filtru de netezire Se adaugă un condensator în schema electrică a cărui valoare o defim ca un parametru global. (figura 5) IN N47 C1 {CAL} PARAMETERS: CAL = 1pF Figura 5. aloarea condensatorului se schimbă din 1K în {CAL}. Pentru a modifica valoarea lui CAL trebuie să o definim ca parametru. Pentru aceasta dăm secvenţa : Place>Part>SPECIAL>PARAM>OK Poziţionăm corespunzător, apoi Clic>Esc Dublu Clic pe PARAMETERS Clic în coloana CAL unde scriem 1pF (valoare necesară pentru calculul iniţial al PSF) Dacă nu există coloana CAL o creem cu secvenţa New Column, completăm Name: CAL, apoi alue: 1pF, dăm OK Clic pe Display > Bifăm Name and alue > OK Închidem Editorul Close Property Editor (Clic pe x partea dreaptă sus _ atenţie!! Nu închideţi ORCAD CAPTURE) Acum definim tipul de analiză pe care vrem să o efectuăm: Pspice > Edit Simulation Profile Selectăm tipul de analiză: Domain(Transient) Completăm căsuţele: Run to time 1ms Maximum step size:.2ms În zona Options bifăm Parametric Sweep În zona Sweep variable bifăm Global Parameter, scriem numele parametrului CAL (fără acolade). În zona Sweep type alegem alue List Scriem valorile pentru care dorim să se efectueze simularea, folosind separator între ele (unul sau mai multe spaţii (blank)): 1pF 6.8uF 47uF 1uF Dăm OK, apoi Run Pspice şi după rulare şi aranjare corespunzătoare apare graficul din figura (IN) 1-1 s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 1ms () Figura 6.

4 Forma de undă a tensiunii de ieşire pe grafic apare în culori diferite a căror ordine corespunde cu ordinea de pe listă (verde: 1pF, adică sarcină rezistivă, roşu: 6.8uF, albastru: 47uF şi galben: 1uF). Putem face comparaţie cu rezultatele experimentelor fizice: Dăm secvenţa: Plot>Add Plot to Window apoi : Trace>Add Trace clic pe AG() apoi clic pe (), urmat de OK şi apare valoarea medie (componenta continuă) după un grafic rezultat al calcului digital. Pentru a mări precizia calcului digital facem o analiză a semnalelor pe o durată mai mare : Simulation>Edit Profile apoi modificăm Run to : 1ms. Dăm OK apoi Run Facem clic în interiorul plot-ului din mijloc rezultînd selectarea lui. Clic pe (IN) apoi Del apoi Trace>Add Trace clic pe I() > OK. În final se vede graficul din figura A AG(()) A -1A 2 I() -2 s.1s.2s.3s.4s.5s.6s.7s.8s.9s 1.s () Figura 7. Se măsoară şi se notează valoarea medie a tensiunii de ieşire pentru comparare cu valoarea obţinută în experimentul fizic în trei situaţii : sarcină rezistivă (1pF), 6.8uF şi 47uF. Privind cronogramele I() se observă un vârf de curent de aprox. 5A la pornire, în cazul condensatorului de 1uF (curent mare necesar încărcării condensatorului de filtraj care iniţial avea tensiune zero). În practică acest curent este ceva mai mic datorită rezistenţei sursei şi rezistenţei serie a condensatorului. Facem clic în interiorul plot-ului din mijloc. Dăm secvenţa Plot>Axis Settings>X Axix se bifează User Defined, se completează.96s to 1s, apoi Y Axix se bifează User Defined, se completează A to.6a. Dăm OK şi Run 2 1 AG(()) 5mA 25mA A 2 I() -2.96s.965s.97s.975s.98s.985s.99s.995s 1.s () Figura 8. Se observă creşterea vârfurilor de curent prin diodă şi reducerea timpului de conducţie a diodei la creşterea valorii condensatorului de filtrare.

5 2.A. Redresor bifazic, sarcină rezistivă Schema utilizată în simulare este prezentată în figura 9. 2 IN1 IN2 N47 D2 N47 Figura 9. Se procedează ca la punctul 1A. Rezultatul primei simulări este prezentat în figura (IN1) (IN2) 1-1 s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 1ms () Figura 1. Se observă cele două tensiuni de intrare (IN1) şi (IN2) în antifază (defazate cu 18 o ). Spectrul semnalelor arată ca în figura (IN1) (IN2) 8 4 Hz.1KHz.2KHz.3KHz.4KHz.5KHz.6KHz.7KHz.8KHz.9KHz 1.KHz () Figura 11. Se observă valoarea componentei continue aprox. 1 şi prima armonică la 1Hz.

6 3.A. Redresor monofazic, în punte, sarcină rezistivă Schema utilizată în simulare este prezentată în figura 12. N47 D2 N47 IN1 IN2 D4 N47 D3 N47 Figura 12. Se procedează ca la punctul 1A. Rezultatul primei simulări este prezentat în figura (IN1) - (IN2) 1-1 s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 1ms () Tensiuniea de intrare este(in1)-(in2). Spectrul semnalelor arată ca în figura Figura (IN1) - (IN2) 5 Hz.1KHz.2KHz.3KHz.4KHz.5KHz.6KHz.7KHz.8KHz.9KHz 1.KHz () Figura 14. Se observă valoarea componentei continue puţin mai mică de 1 şi prima armonică la 1Hz.

7 4.A. Redresor trifazic, sarcină rezistivă Schema utilizată în simulare este prezentată în figura IN1 PHASE = IN2 PHASE = -12 IN3 PHASE = -24 N47 D2 N47 D3 N47 Figura 15. Se procedează ca la punctul 1A. Rezultatul primei simulări este prezentat în figura (IN1) (IN2) (IN3) s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 1ms () Figura 16. Se observă cele trei tensiuni de intrare decalate în timp cu 1/3 din perioadă. Spectrul semnalelor arată ca în figura (IN1) (IN2) (IN3) 1 5 Hz.1KHz.2KHz.3KHz.4KHz.5KHz.6KHz.7KHz.8KHz.9KHz 1.KHz () Figura 17. Se observă valoarea componentei continue aprox şi prima armonică la 15Hz.

8 5.A. Redresor trifazic, în punte, sarcină rezistivă Schema utilizată în simulare este prezentată în figura 18. P D2 D3 IN1 N47 N47 N PHASE = IN2 PHASE = -12 IN3 PHASE = -24 D4 D5 D6 N47 N47 N47 N Figura 18. Se procedează ca la punctul 1A. Rezultatul primei simulări este prezentat în figura (IN1) (IN2) (IN3) 2 1 s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 1ms (P) - (N) Figura 19. Se observă cele trei tensiuni de intrare decalate în timp cu 1/3 din perioadă. Spectrul semnalelor arată ca în figura (IN1) (IN2) (IN3) 2 1 Hz.1KHz.2KHz.3KHz.4KHz.5KHz.6KHz.7KHz.8KHz.9KHz 1.KHz (P) - (N) Figura 2. Se observă valoarea componentei continue aprox. 27 şi prima armonică la 3Hz.