La simulación de PSPICE del voltaje del capacitor y la corriente no está de acuerdo con las matemáticas

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Estoy probando un circuito lo suficientemente simple en PSPICE. El zener tiene un BV = 220V, por lo que el capacitor tiene un voltaje de 220V hasta que el interruptor se cierra.

  • Utilizandolaecuacióndetiempoparaelvoltajedeuncapacitor:Vc(t)=Vo*e^(-t/tau)

Vc(1ns)=220V*e^(-1ns/50*500pF)=211.37V

Vc(25ns)=220V*e^(-25ns/50*500pF)=80.93V

Vc(50ns)=220V*e^(-50ns/50*500pF)=29.77V

Vc(75ns)=220V*e^(-50ns/50*500pF)=10.95V

Vc(100ns)=220V*e^(-50ns/50*500pF)=4.02V

  • CalculardV/dt:

1ns->dV/dt=(220V-211.37V)/1ns=8.63E9

25ns->dV/dt=(220V-80.93V)/25ns=5.56628E9

50ns->dV/dt=(220V-29.77V)/50ns=3.8046E9

75ns->dV/dt=(220V-10.95V)/75ns=2.787E9

100ns->dV/dt=(220V-4.02V)/100ns=2.1598E9

  • Yusandolaecuaciónactualparaloscondensadores:Ic(t)=C*dV/dt

Ic(1ns)=500pF*8.63E9=4.315A

Ic(25ns)=500pF*5.56628E9=2.78A

Ic(50ns)=500pF*3.8046E9=1.90A

Ic(75ns)=500pF*2.787E9=1.3935A

Ic(100ns)=500pF*2.1598E9=1.079A

Parecegenial.Desafortunadamente,PSPICEnoestádeacuerdo.

ElnododevoltajepicoR2llegadespuésdequesecierreelinterruptorsoloalrededorde28V.Esclaroque,segúnlatopología,esteessoloungrandivisordevoltaje.NodebehaberningúnvoltajeenabsolutoenelnodosuperiordespuésdequeelinterruptorsecierreporquelagranmayoríadevoltajesecaeenR1.Sinembargo,estonoexplicaporquéelcondensadorliberaunpicotandébilenvoltaje.

¡Asíquesimplementedecidoprobar500nF,ypoof!Obtengounasalidaqueesperabaparaelcondensadorde500pF.Pero,todavíanoentiendoporquéningunadeestassimulacionesdescargaelcondensadordentrodelaconstantedetiempoesperadade25ns(4)=100ns.Sedebedescargarcasicompletamenteen4tau.

ObviamentePSPICEnopuedeestarequivocado.¿Quémeestoyperdiendoaquí?

    
pregunta snowg

1 respuesta

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¿Cómo explica el cambio en sus cálculos manuales?

Spice tiene que hacer eso. No hay tal cosa como una discontinuidad cuando estás tratando de hacer una simulación de tiempo continuo. A menos que se utilicen algoritmos especializados, las discontinuidades requieren pasos de tiempo infinitamente pequeños que requieren un tiempo infinito para simular. Para muchos algoritmos, esto se extiende a las discontinuidades incluso en los derivados.

Spice debe utilizar algún tipo de modelo continuo para el interruptor. Es muy probable que sea una resistencia variable que va de muy grande a muy pequeña en poco tiempo. Más rápido que la constante de tiempo de su condensador de 500 nF, pero más lento que el de 500 pF.

    
respondido por el Edgar Brown

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