Cargando un capacitor con otro capacitor en LTspice

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Estoy intentando simular la carga de un condensador \ $ C_2 \ $ por otro \ $ C_1 \ $ usando LTspice. Siguiendo las derivaciones de este video , encontré que al final, ambos condensadores \ $ C_1 \ $ y \ $ C_2 \ $ debe terminar con un voltaje de \ $ \ frac {C_1 * V_0} {C_1 + C_2} \ $, donde \ $ V_0 \ $ es el voltaje al que se carga \ $ C_1 \ $ inicialmente. Adjunto figuras aquí que muestran mi simulación y mi resultado.

Inicialmente,\$C_1\$y\$C_2\$estána0V,comoseesperaba.Despuésde10ms,cuandosecierraS1,\$C_1\$cobra.Conunaconstantedetiempode1ms,\$C_1\$secargacompletamenteenaproximadamente5ms,comoseesperaba.Despuésde20ms,S2seabredenuevoy,comoseesperaba,\$C_2\$retienesucargo.(Enestepunto,\$C_2\$yahacomenzadoacargarligeramente,loquecontradicemisexpectativas).Despuésde30ms,cuandoS2estácerrado(mientrasqueS1aúnestáabierto),esperoque\$C_2\$secarguemientras\$C_1\$descargashastaqueseencuentrenenalgúnlugarenelmedio.Sinembargo,veounarápidacaídaenelvoltajeen\$C_1\$yunfuerteaumentoydisminuciónenelvoltajeen\$C_2\$.

Noestoysegurodeporqué,peroheintentadounpardemodificaciones.Primeroagreguéunaresistenciade1k-ohmenserieconC2.Lasimulaciónylosresultadossemuestranacontinuación.NoestoysegurodeporquéoporquéelcierredeS2hacequeelvoltajeen\$C_1\$cambietanrápidamente(esotambién,para\$C_1\$,hasta16V,queestámuyporencimadelvoltajeVin=5Vparaenelquesecargóelcondensador)yporquélasimulacióndejademostrarabruptamenteelvoltajeen\$C_2\$enaproximadamente33ms.

Finalmente,decidíprobarunamplificadordebúferenlugardeunaresistencia.Lasimulaciónylosresultadossemuestranacontinuación.Denuevo,nopuedoexplicarporquélosvoltajesen\$C_1\$y\$C_2\$secomportandemaneratanerrática.

¿Alguien podría explicar qué impide que el segundo condensador se cargue el primero?

¿Hay alguna manera de modificar mi simulación para que esto funcione?

Esto es en realidad una pequeña parte de un circuito mucho más grande que necesito para trabajar, por lo que cualquier ayuda sería muy apreciada.

    
pregunta Vivek Subramanian

2 respuestas

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Conseguí que el tuyo funcionara, pero tuve que cambiar algunas cosas:

Tuve que cambiar el paso del tiempo del solucionador, esto podría ser un problema debido a la poca resistencia que el solucionador está viendo, lo que crearía una corriente muy grande entre las tapas. Esto es difícil para el solucionador ya que crea una señal de ~ 200 kA.

En cierto sentido, la matriz tiene un 'rango dinámico' si coloca señales que son demasiado grandes con señales que son pequeñas, puede tener dificultades para encontrar la solución. Si ve especias que son anormalmente altas o bajas, es posible que desee insertar parásitos en su diseño (especialmente parásitos físicos, como capacitancias de plano a plano y resistencias del cobre que corre a través de un cable o una traza). Lo que ha creado aquí son dos supercondensadores separados por un interruptor superconductor.

Lo primero que probé fue un paso de tiempo muy fino, que funcionó bien con una simulación diferente (que mostraré a continuación). Lo segundo que hice fue separar los modelos de los interruptores, creo que esto podría ayudar a que la matriz sea un poco más estable, en caso de que no copie el modelo.

Ahoraqueheescritoloqueteníaarriba,otracosaquehicefuereducirlasresistenciasa1e-7(queesalgomásfísico),perolomásimportanteesquecrearácorrientesyvoltajesqueestánpordebajodelaabstinenciayConfiguracionesdevoltolparaelsolverquegeneralmentesonalrededorde1e-12o1e-15.Unaresistenciade1e-15alcanzaráellímitedetoleranciainferiorparaelsolucionadorynopodráresolverelvoltaje.Solocambiandolaresistencialoresolvíparamítambién.(notequetambiénseredujolacorrienteyquelaformadelaespigaesdiferente.

Estaesunaformainteresantedesimularellímiteparalimitarelcobrosiestásinteresado:

    
respondido por el laptop2d
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No sé qué está mal con su simulación, pero lo intenté (de manera algo diferente, con interruptores controlados por tiempo en lugar de los interruptores controlados por voltaje) y funcionó como se esperaba.

Está viendo que C2 comienza a cargar en su simulación porque la resistencia de apagado del interruptor es 1M, no infinito. Modelar algo tan no lineal como un interruptor puede causar problemas, sin embargo, por lo general, se mostrarán como una falta de convergencia.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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