DYSE LTSpice digitales, potencia y control automatico · U4 74HCT08 U5 74HCT11 U6 74HCT11 U7...

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  • • Circuitos digitales combinacionales (y secuenciales) en LTSpice• Generación de pulsos para componentes de potencia• Elementos de control automático (PID, PWM, Soft Limiter, etc.)• Nuevos elementos digitales en LTSpice

    ETSII. Dpto. de Tecnología Electrónica. Pedro Díaz Herná[email protected]

    LTSPICELinear Technology Simulation Program with IntegratedCircuits Emphasis (Programa de simulación con énfasis en circuitos integrados).

  • 3

    Circuitos digitales en LTSpice

    TecnologíaHCT

    ParasimplificarelinterfacedelassalidasTTLalasentradasCMOSdealtavelocidad,TexasInstrumentsintrodujoloscircuitosHCTcomounsubgrupodelafamiliaHC.LatecnologíaHCTesidénticaencaracterísticasyfuncionalidadesalosdispositivosHC,aexcepcióndelcircuitodeentrada,elcualhacelatensiónumbraldeentradacompatibleconloscircuitosTTL.LassalidasHCTsonsimilaresalafamiliaHC.

    LastensionesdesalidaTTLylastensionesdeentradaHCsonincompatibles.

    LoscircuitosHCpuedentrabajardesde2Va6VdeVCC.SilosdispositivosHCTtrabajanpordebajode4.5Vlosmárgenesderuidoseincrementan,empezandoaserincompatiblesconlosnivelesTTL.

  • 4

    Circuitos digitales en LTSpice

    Catálogodepuertasdigitales (Lógicacombinacional)

    Función Símbolo ANSI Símbolo IEC Notación Tabla de verdad

    AND C = A ∙ B

    OR C = A + B

    NOT B = A

    NAND C = A ∙ B

    NOR C = A + B

    XOR C = A∙B + A∙BC = A  B

    XNORC = A∙B + A∙B

    C = A  B

    0001

    0 00 11 01 1

    B CA

    B

    0 00 11 01 1

    CA

    0111

    0 11 0

    BA

    A

    0 00 11 01 1

    C

    1110

    B

    A

    0 00 11 01 1

    C

    1000

    B

    0 00 11 01 1

    A B C

    0110

    0 00 11 01 1

    CB

    1001

    A

  • 5

    Circuitos digitales en LTSpice

    Función Símbolo ANSI Símbolo IEC Notación Tabla de verdad

    AND C = A ∙ B

    OR C = A + B

    NOT B = A

    NAND C = A ∙ B

    NOR C = A + B

    XOR C = A∙B + A∙BC = A  B

    XNORC = A∙B + A∙B

    C = A  B

    0001

    0 00 11 01 1

    B CA

    B

    0 00 11 01 1

    CA

    0111

    0 11 0

    BA

    A

    0 00 11 01 1

    C

    1110

    B

    A

    0 00 11 01 1

    C

    1000

    B

    0 00 11 01 1

    A B C

    0110

    0 00 11 01 1

    CB

    1001

    A

    U1

    74HCT08

    U1

    74HCT32

    U1

    74HCT04

    U1

    74HCT00

    CatálogodepuertaslógicasenLTSpice (74HCT)BasadoenlalibreríadeGaryHecht

    http://www.spot.pcc.edu/~ghecht/LTspice.html

    U1

    74HCT02

    U1

    74HCT86

    U1

    74HCT266

    LibreríaPDHparasímbolosymodelos

  • Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemplodesimplificacióndefuncioneslógicas

    6

    = + + +

    = +

    = + + += + + += + += + += += ( + ) · ( + ) · ( + )

    U1

    74HCT04

    U2

    74HCT04

    U3

    74HCT04

    U4

    74HCT08

    U5

    74HCT11

    U6

    74HCT11

    U7

    74HCT11

    U8

    74HCT32

    U9

    74HCT32

    U10

    74HCT32

    U13

    74HCT04

    U15

    74HCT08

    U16

    74HCT32

    PulsoTime=800ns

    PulsoTime=400ns

    PulsoTime=200ns

    Salida

    A

    B

    C

    Simplificada

    .tran 1.7us

    Simplificación de funciones

    Los circuitos digitales no es necesario alimentarles con VCC y GND, sólo con señales de entrada.

  • U1

    74HCT04

    U2

    74HCT04

    U3

    74HCT04

    U4

    74HCT08

    U5

    74HCT11

    U6

    74HCT11

    U7

    74HCT11

    U8

    74HCT32

    U9

    74HCT32

    U10

    74HCT32

    U13

    74HCT04

    U15

    74HCT08

    U16

    74HCT32

    PulsoTime=800ns

    PulsoTime=400ns

    PulsoTime=200ns

    Salida

    A

    B

    C

    Simplificada

    .tran 1.7us

    Simplificación de funciones

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemplodesimplificacióndefuncioneslógicas

    7

    = +

    0 0 0 0 1 1 1 1 1

  • 8

    Circuitos digitales en LTSpice

    Diferenciasentreambassalidas• Existetiempodepropagación(tp=10‐13ns)entrepuertasyesdiferenteentreambassalidas.

  • 9

    Circuitos digitales en LTSpice

    Diferenciasentreambassalidas

    • Elmenortiempoderespuestadelasalida“simplificada”hacequesenotencambios,quedeotraformapasaríandesapercibidos.

    Seproducendoscambiosenlasentradasalmismotiempo,nosigueelcódigoGray.

  • 10

    Circuitos digitales en LTSpice

    Diferenciasentreambassalidas (mejora…)

    • SimodificamoslaentradaB(400ns 396ns),el“Hazard”delcircuitodesaparece.

  • 11

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh

    A B C D Q0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 02 0 1 0 0 03 1 1 0 0 04 0 0 1 0 05 1 0 1 0 06 0 1 1 0 07 1 1 1 0 08 0 0 0 1 09 1 0 0 1 010 0 1 0 1 111 1 1 0 1 012 0 0 1 1 013 1 0 1 1 014 0 1 1 1 115 1 1 1 1 0

    Tabla de verdadTabla de verdad

    Unodenuestrosclientesnoshaenviadoelcircuitosiguiente,delcualnoshasuministradolatabladeverdad.Requierenuestrosserviciosparaobtenerlamáximasimplificacióndelmismo.Nossolicitalasimulaciónelectrónicaparalacomprobación/verificacióndelcorrectofuncionamientodelresultado.

  • 12

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh

    A B C D Q0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 02 0 1 0 0 03 1 1 0 0 04 0 0 1 0 05 1 0 1 0 06 0 1 1 0 07 1 1 1 0 08 0 0 0 1 09 1 0 0 1 010 0 1 0 1 111 1 1 0 1 012 0 0 1 1 013 1 0 1 1 014 0 1 1 1 115 1 1 1 1 0

    Tabla de verdadTabla de verdad

    CD00 01 11 10

    AB

    00 0 0 0 001 0 1 1 011 0 0 0 010 0 0 0 0

  • 13

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh

    A B C D Q0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 02 0 1 0 0 03 1 1 0 0 04 0 0 1 0 05 1 0 1 0 06 0 1 1 0 07 1 1 1 0 08 0 0 0 1 09 1 0 0 1 010 0 1 0 1 111 1 1 0 1 012 0 0 1 1 013 1 0 1 1 014 0 1 1 1 115 1 1 1 1 0

    Tabla de verdadTabla de verdad

    CD00 01 11 10

    AB

    00 0 0 0 001 0 1 1 011 0 0 0 010 0 0 0 0

    CD00 01 11 10

    AB

    00 0 0 0 001 0 1 1 011 0 0 0 010 0 0 0 0

    = +

  • 14

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh

    A B C D Q0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 02 0 1 0 0 03 1 1 0 0 04 0 0 1 0 05 1 0 1 0 06 0 1 1 0 07 1 1 1 0 08 0 0 0 1 09 1 0 0 1 010 0 1 0 1 111 1 1 0 1 012 0 0 1 1 013 1 0 1 1 014 0 1 1 1 115 1 1 1 1 0

    Tabla de verdadTabla de verdad

    CD00 01 11 10

    AB

    00 0 0 0 001 0 1 1 011 0 0 0 010 0 0 0 0

    CD00 01 11 10

    AB

    00 0 0 0 001 0 1 1 011 0 0 0 010 0 0 0 0

    = + AND=

  • 15

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh (Comprobarambasfuncionalidades)

    = · ( ) + ·x5

    = x2

  • 16

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh (Comprobarambasfuncionalidades)= · ( ) + ·

  • 17

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh (Comprobarambasfuncionalidades)= · ( ) + ·

    = Implementamoslanuevafunción

  • 18

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh (Conpuertasde2entradas)

    =

  • 19

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh (Conpuertasde2entradas)

    =

    Conpuertasdedosentradaselcircuitoesmásrápido

  • 20

    Circuitos digitales en LTSpice

    EjemplodesimplificaciónporKarnaugh (Conpuertasde2entradas)

    SimodificamoslaentradaB(200ns 195ns),el“Hazard”delcircuitodesaparece.

  • 21

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales Place BUS tap

    •Nombre_del_Bus[LSB:MSB]•Nombre_del_Bus[Bit]

  • 22

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Señalesdeentradaalcircuito)

  • 23

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Señalesdeentrada/salidadelcircuito)

  • 24

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Conectandodosbuses)

    No es necesario nombrar el bus, pero si no se hace, al menos una vez, desaparecerá el “concepto” de bus  línea gruesa.

  • 25

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Señalesdeambosbuses)

  • 26

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Uniendodosbusessinnombrarles)

    El circuito funciona de igual forma

  • 27

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Arraydecomponentes)

  • 28

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Arraydecomponentes)

  • 29

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejemploconbusesdigitales (Arraydecomponentes:Señalesdeentrada/salida)

  • 30

    Circuitos digitales en LTSpice

    Simulaciónhíbrida (AnalógicayDigitalsimultáneamente)

    Tabla de verdad del SN74LS74A

  • 31

    Circuitos digitales en LTSpice

    Simulaciónhíbrida (EntradasysalidasparaelBC547B)

  • 32

    Circuitos digitales en LTSpice

    Simulaciónhíbrida (Entradasysalidasparael2N2222)

    BC547B

    2N2222

  • 33

    Circuitos digitales en LTSpice

    Circuitosecuencial(Sumador)

  • 34

    Circuitos digitales en LTSpice

    Circuitosecuencial(Sumador)

    74HCT283

  • 35

    Circuitos digitales en LTSpice

    Circuitosecuencial(Sumador)

    Suma decimal4 + 14 = 18

    Suma binaria

    0100+ 1110------10010

  • 36

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)Enelcircuitodelafigurasemuestraelesquemadellenadodeunpantano.Elpantanosellenaatravésdeunabombaysecontrolacontressensores.Unodellenadomáximo(Mx),otrodecantidadmínima(Mn)yunsensorcrepuscular(Cr)paraaprovechar,enloposible,latarifaeléctricanocturna.Lascondicionesdeactivacióndelabombaylossensoressonlassiguientes:• Bomba(B)=0Paro,1Marcha.• Sensoresalturaagua(Mx,Mn)=0Nodetecta,1Sídetecta.• Sensorcrepuscular(Cr)=0Día,1Noche.Lascondicionesdetrabajosonlassiguientes:• Día=Pantanodebeconteneralmenoselmínimodeagua.• Noche=Elpantanosellenaráalmáximo.Suposicionesdepartida:• Labombapuedesuministraralaguaqueseanecesariaeneltiempoqueseanecesario.• Noseconsideralaevaporacióndelaguaporlaincidenciasolar.• Noseconsideraelaumentodelaguaalmacenadaporlluvia.• Noexistenfugasporparedesosuelo.• Otroscasos…

    Circuitoyrevisión:JoséAlfonsoVera

  • 37

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)a) Serealizalatabladelaverdadconlasespecificacionesdelossensoresydefuncionamiento.Mx Mn Cr Bomba

    0 0 0 0 11 0 0 1 12 0 1 0 03 0 1 1 14 1 0 0 X5 1 0 1 X6 1 1 0 07 1 1 1 0

    • Esdedíaylossensoresnoindicanagua.• Esdenocheylossensoresnoindicanagua.• Esdedíayelaguamínimasísecumple.• Esdenoche,elaguamínimasecumple,perolascondicionesdetrabajono.• Dedía.Elmáximosecumpleyelmínimono.X=Casoindeterminado.(Imposiblesalvoavería).• Denoche.Elmáximosecumpleyelmínimono.X=Casoindeterminado.(Imposiblesalvoavería).• Elpantanoestállenodedía.• Elpantanoestállenodenoche.

  • 38

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)a) Serealizalatabladelaverdadconlasespecificacionesdelossensoresydefuncionamiento.

    b) SerellenalatabladeKarnaughconlosdatosdelatabladeverdadqueson“1”→Minterm.

    Mx Mn Cr Bomba0 0 0 0 11 0 0 1 12 0 1 0 03 0 1 1 14 1 0 0 X5 1 0 1 X6 1 1 0 07 1 1 1 0

    Mn, Cr00 01 11 10

    Mx 0 1 1 1 01 X X 0 0

    • Esdedíaylossensoresnoindicanagua.• Esdenocheylossensoresnoindicanagua.• Esdedíayelaguamínimasísecumple.• Esdenoche,elaguamínimasecumple,perolascondicionesdetrabajono.• Dedía.Elmáximosecumpleyelmínimono.X=Casoindeterminado.(Imposiblesalvoavería).• Denoche.Elmáximosecumpleyelmínimono.X=Casoindeterminado.(Imposiblesalvoavería).• Elpantanoestállenodedía.• Elpantanoestállenodenoche.

  • 39

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)a) Serealizalatabladelaverdadconlasespecificacionesdelossensoresydefuncionamiento.

    b) SerellenalatabladeKarnaughconlosdatosdelatabladeverdadqueson“1”→Minterm.

    c) Seagrupanlosunosenpotenciasdedos:1,2,4,8,16…Losunosqueesténdesagrupadosnosonsimplificables,sedejalafunciónBooleanacomoestá.Cuantomayorsealaagrupación,mayorserálasimplificación.

    Mx Mn Cr Bomba0 0 0 0 11 0 0 1 12 0 1 0 03 0 1 1 14 1 0 0 X5 1 0 1 X6 1 1 0 07 1 1 1 0

    Mn, Cr00 01 11 10

    Mx 0 1 1 11

    • Esdedíaylossensoresnoindicanagua.• Esdenocheylossensoresnoindicanagua.• Esdedíayelaguamínimasísecumple.• Esdenoche,elaguamínimasecumple,perolascondicionesdetrabajono.• Dedía.Elmáximosecumpleyelmínimono.X=Casoindeterminado.(Imposiblesalvoavería).• Denoche.Elmáximosecumpleyelmínimono.X=Casoindeterminado.(Imposiblesalvoavería).• Elpantanoestállenodedía.• Elpantanoestállenodenoche.

    Mn, Cr00 01 11 10

    Mx 0 1 1 11

  • 40

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)d) Seescribenlasfuncionesdelatabladeverdaddelos“unosadyacentes”.Siestáa“0”seniegalavariable,sia“1”sedeja sinnegar.

    Mn, Cr00 01 11 10

    Mx 0 1 1 11

    Mx Mn Cr Bomba0 0 0 10 0 1 1

    0 1 1 1000→ 001→ 001→ 011→

  • 41

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)d) Seescribenlasfuncionesdelatabladeverdaddelos“unosadyacentes”.Siestáa“0”seniegalavariable,sia“1”sedejasinnegar.SerealizaunaANDlógica aestasfunciones. AND

    Mn, Cr00 01 11 10

    Mx 0 1 1 11AND

    Mx Mn Cr Bomba0 0 0 10 0 1 1

    0 1 1 1000→ 001→ 001→ 011→

  • 42

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)d) Seescribenlasfuncionesdelatabladeverdaddelos“unosadyacentes”.Siestáa“0”seniegalavariable,sia“1”sedejasinnegar.SerealizaunaANDlógicaaestasfunciones.Minterm=Sumadeproductos. AND

    Mn, Cr00 01 11 10

    Mx 0 1 1 11AND

    Mx Mn Cr Bomba0 0 0 10 0 1 1

    0 1 1 1000→ 001→ 001→ 011→ B = MxMn + MxCr

  • 43

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)d) Seescribenlasfuncionesdelatabladeverdaddelos“unosadyacentes”.Siestáa“0”seniegalavariable,sia“1”sedejasinnegar.SerealizaunaANDlógicaaestasfunciones.Minterm=Sumadeproductos.

    e) Implementarelcircuitoycomprobarsusresultados.

    ANDMn, Cr

    00 01 11 10

    Mx 0 1 1 11AND

    Mx Mn Cr Bomba0 0 0 10 0 1 1

    0 1 1 1000→ 001→ 001→ 011→ B = MxMn + MxCr

  • 44

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)

    B = MxMn + MxCr • ORdedosentradas• ANDdedosentradas• ANDdedosentradas·

    ·

  • 45

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)Mx Mn Cr Bomba0 0 0 10 0 1 1

    0 1 1 1

  • 46

    Circuitos digitales en LTSpice

    Ejerciciodigitalresuelto(Circuitocombinacional)Mx Mn Cr Bomba0 0 0 10 0 1 1

    0 1 1 1

    Mx

    Mn

    Cr

  • 47

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversornomoduladomonofásicoenpuentecompleto (Pulsoscomplementarios)

    MóduloparagenerarlasseñalesdedisparoparaMOSFETdepotenciamediantepulsoscomplementarios

    • Tiempodeactivación(Time)dedisparoON.• Elciclodetrabajo(Duty).• El“delay”entrepulsos(Retraso).• Latensióndedisparodeldispositivo(Vout).

    Circuitoyrevisión:JacintoJiménezMartínez

  • 48

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversornomoduladomonofásicoenpuentecompleto (Señalesdedisparo/salida)

  • 49

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    FFT de la señal de salida

    Inversornomoduladomonofásicoenpuentecompleto (Señalesdedisparo/salida)

  • 50

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Código del Subcircuito

    * ---- Pulsos complementarios. Para semipuente y puente completo.* Subcircuito basado en la idea de Kurt Moermann (http://home.scarlet.be/nap0/ltspice/)* Genera pulsos complementarios, con posibilidad de desfase temporal entre módulos,* para montaje en puente completo.* TIME: Período de los pulsos a generar (ms).* DUTY: Relación cíclica entre unos pulsos y los complementarios (0 -> 1).* RETRASO: Si se colocan dos módulos (puente completo), se pueden retrasar* los pulsos entre los módulos (us).* VOUT: Tensión de salida de los pulsos (V)..SUBCKT Pulsos_Compl OUT_A OUT_B OUTN_A OUTN_B PARAMS: TIME=2ms DUTY=0.5 RETRASO=0ms VOUT=10VV1 N002 0 PULSE(0V {VOUT} {RETRASO} 0.2us 0.2us {TIME*DUTY} {TIME}) Rser=1mV2 N001 0 PULSE(0V {VOUT} {RETRASO + (TIME*DUTY)} 0.2us 0.2us {TIME*(1-DUTY)} {TIME}) Rser=1mE1 OUTN_A OUTN_B N001 0 1E2 OUT_A OUT_B N002 0 1.ENDS Pulsos_Compl

    Inversornomoduladomonofásicoenpuentecompleto (Señalesdedisparo/salida)

  • 51

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenmediopuente(PWM)

    MóduloparagenerarlasseñalesdedisparoparaMOSFETmediantePWM

    • Tensióndedisparodelosdispositivos(V_Out)• Frecuenciaytensiónparaondatriangular(Freq_Tri yV_Tri).• Frecuenciaytensiónparaondasenoidal(Freq_Sine yV_Sine).• Desfase,engrados,deunasalidaconrespectoaotra(Phi_deg).

  • 52

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenmediopuente(PWM)

    SeñalesdedisparodelosMOSFET,tensiónalasalidayseñalesTriangular/Senoidal

  • 53

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivo

    = 2= = 2 ·

    MóduloparagenerarlasseñalesdedisparoparaMOSFETmediantePWMenpuentecompleto

    • Tensióndedisparodelosdispositivos(V_Out)• Frecuenciaytensiónparaondatriangular(Freq_Tri yV_Tri).• Frecuenciaytensiónparaondasenoidal(Freq_Sine yV_Sine).• Desfase,engrados,deunasalidaconrespectoaotra(Phi_deg).Unmódulopuedetenerdesfasadaslasseñalesfrenteaotromódulo.

  • 54

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivo

    SeñalesdedisparodelosMOSFET,tensiónalasalidayseñalestriangularysenoidales desfasadas(Sinfiltro)

    = 2= = 2 ·

  • 55

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivo

    FFT de la señal de salidasin filtro

    = 4702 · · 200 = 374Fundamental Armónicomásimportante

    = · · sin 2 == 100 · __ · sin 1202 == 100 · 0,5 · 0,866 == 43,301 = 30,618

    = → 0 < < 1= → > 21

  • 56

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivo

    SeñalesdedisparodelosMOSFET,tensiónalasalida(sinfiltro),disparosincronizado,señalalasalida(confiltro)yseñalestriangularysenoidales desfasadas

  • 57

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivo

    FFT de la señal de salidasin filtro

    FFT de la señal de salidacon filtro

  • 58

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivo

    SeñalesdedisparodelosMOSFET,tensiónalasalida(sinbobina),disparosincronizado,señalalasalida(confiltro)yseñalestriangularysenoidales desfasadas

    Código del Subcircuito

    * ---- Generación PWM. Para semipuente y puente completo.* Subcircuito basado en la idea de Kurt Moermann http://home.scarlet.be/nap0/ltspice/)* Genera pulsos PWM, con posibilidad de desfase entre módulos, para montaje en puente completo.* V_OUT: Tensión de salida (disparo) de los pulsos (V).* FREQ_TRI: Frecuencia onda triangular (Hz).* V_TRI: Tensión señal triangular (V).* FREQ_SINE: Frecuencia onda senoidal (Hz).* V_SINE: Tensión señal senoidal (V).* DESFASE: Si se colocan dos módulos (puente completo), se pueden retrasar temporalmente* los pulsos entre los módulos (us).* Tri_O: Salida de la señal triangular de comparación.* Sin_O: Salida de la señal senoidal de comparación..SUBCKT PWM TRI_O SIN_O OUT_A OUT_B OUTN_A OUTN_B GND PARAMS: V_OUT=10V FREQ_TRI=2kHz V_TRI=1V REQ_SINE=50Hz V_SINE=0.5V Phi_deg=0V1 TRI_O GND PULSE({-V_TRI} {V_TRI} 0s {0.5/FREQ_TRI} {0.5/FREQ_TRI} 0s {1/FREQ_TRI})V2 SIN_O GND SINE(0V {V_SINE} {FREQ_SINE} 0 0 {Phi_deg})V3 V+ GND 15VV4 V- GND -15VXU1 TRI_O SIN_O V+ V- N001 LT1007E1 OUTN_A OUTN_B N001 0 TABLE=(-1mV,{-V_OUT},1mV,{V_OUT})XU2 SIN_2 TRI_O V+ V- N004 LT1007E2 OUT_A OUT_B N004 0 TABLE=(-1mV,{-V_OUT},1mV,{V_OUT})V5 SIN_2 0 SINE(0V {V_SINE} {FREQ_SINE} 0 0 {Phi_deg}).lib LTC.lib.ENDS PWM

  • 59

    Generación de pulsos para componentes de potencia

    Inversormoduladomonofásicoenpuentecompleto(PWM)confiltroinductivoCódigo del Subcircuito

    * ---- Generación PWM. Para semipuente y puente completo.* Subcircuito basado en la idea de Kurt Moermann http://home.scarlet.be/nap0/ltspice/)* Genera pulsos PWM, con posibilidad de desfase entre módulos, para montaje en puente completo.* V_OUT: Tensión de salida (disparo) de los pulsos (V).* FREQ_TRI: Frecuencia onda triangular (Hz).* V_TRI: Tensión señal triangular (V).* FREQ_SINE: Frecuencia onda senoidal (Hz).* V_SINE: Tensión señal senoidal (V).* DESFASE: Si se colocan dos módulos (puente completo), se pueden retrasar temporalmente* los pulsos entre los módulos (us).* Tri_O: Salida de la señal triangular de comparación.* Sin_O: Salida de la señal senoidal de comparación..SUBCKT PWM TRI_O SIN_O OUT_A OUT_B OUTN_A OUTN_B GND PARAMS: V_OUT=10V FREQ_TRI=2kHz V_TRI=1V REQ_SINE=50Hz V_SINE=0.5V Phi_deg=0V1 TRI_O GND PULSE({-V_TRI} {V_TRI} 0s {0.5/FREQ_TRI} {0.5/FREQ_TRI} 0s {1/FREQ_TRI})V2 SIN_O GND SINE(0V {V_SINE} {FREQ_SINE} 0 0 {Phi_deg})V3 V+ GND 15VV4 V- GND -15VXU1 TRI_O SIN_O V+ V- N001 LT1007E1 OUTN_A OUTN_B N001 0 TABLE=(-1mV,{-V_OUT},1mV,{V_OUT})XU2 SIN_2 TRI_O V+ V- N004 LT1007E2 OUT_A OUT_B N004 0 TABLE=(-1mV,{-V_OUT},1mV,{V_OUT})V5 SIN_2 0 SINE(0V {V_SINE} {FREQ_SINE} 0 0 {Phi_deg}).lib LTC.lib.ENDS PWM

  • 60

    Librería de componentes de control (PID, PWM, Soft Limiter, etc.)

    LibreríadeKurt Moerman (http://home.scarlet.be/nap0/ltspice/)

  • 61

    Nuevos elementos digitales en LTSpice

    Libreríademodelosysímbolosnuevosparacircuitosdigitales

    * ---- Nivel alto digital.SUBCKT HIGH OUTV1 OUT 0 5V Rser=1m.ENDS HIGH** ---- Nivel bajo digital.SUBCKT LOW OUTV1 OUT 0 0V Rser=1m.ENDS LOW** ---- Pulso digital, inicialmente bajo* Pulso digital de anchura "Time", inicialmente parte de nivel digital bajo.* Con un retraso inicial (Delay) de "Time".* Se repite cíclicamente cada "2 x Time"..SUBCKT PULSO_D OUT PARAMS: TIME=100nsV1 OUT 0 PULSE(0V 4.5V {Time} 1ns 1ns {Time} {2*Time}) Rser=1m.ENDS PULSO_D** ---- Reloj digital, inicialmente alto* Reloj digital de anchura "Time/2", inicialmente parte de nivel digital alto.* Se repite cíclicamente cada "Time"..SUBCKT RELOJ_D OUT PARAMS: TIME=200nsV1 OUT 0 PULSE(0V 4.5V 0s 1ns 1ns {Time/2} {Time}) Rser=1m.ENDS RELOJ_D** ---- Impulso digital, inicialmente bajo* Pasado un "Delay" ofrece un único pulso alto de "Time".SUBCKT IMPULSO_H OUT PARAMS: DELAY=300ns TIME=100nsV1 OUT 0 PULSE(0V 4.5V {Delay} 1ns 1ns {Time} {2*Time} 1) Rser=1m.ENDS IMPULSO_H** ---- Impulso digital, inicialmente alto* Pasado un "Delay" ofrece un único pulso bajo de "Time".SUBCKT IMPULSO_L OUT PARAMS: DELAY=300ns TIME=100nsV1 OUT 0 PULSE(4.5V 0V {Delay} 1ns 1ns {Time} {2*Time} 1) Rser=1m.ENDS IMPULSO_L

  • 62

    Nuevos elementos digitales en LTSpice

    Libreríademodelosysímbolosnuevosparacircuitosdigitales

    * ---- Escalón digital (Step Down), inicialmente alto* Pasa de alto a bajo transcurrido "Time"..SUBCKT ESCALON_HL OUT PARAMS: TIME=100nsV2 OUT 0 PWL(0 4.5 {Time} 4.5 {Time+1ns} 0) Rser=1m.ENDS ESCALON_HL** ---- Escalón digital (Step Up), inicialmente bajo* Pasa de bajo a alto transcurrido "Time"..SUBCKT ESCALON_LH OUT PARAMS: TIME=200nsV2 OUT 0 PWL(0 0 {Time} 0 {Time+1ns} 4.5) Rser=1m.ENDS ESCALON_LH** ---- Palabra digital de 4 bits.SUBCKT PALABRA_4B A0 A1 A2 A3 PARAMS: BIT3=0 BIT2=0 BIT1=0 BIT0=0V1 A0 0 {4.5*Bit0} Rser=1mV2 A1 0 {4.5*Bit1} Rser=1mV3 A2 0 {4.5*Bit2} Rser=1mV4 A3 0 {4.5*Bit3} Rser=1m.ENDS PALABRA_4B** ---- Puerta NOR Exclusiva de 2 entradas.SUBCKT 74HCT266 A B YXU1 A B salida VCC 0 74HCT86 VCC=5 SPEED=1.0 TRIPDT=1e-9XU2 salida Y VCC 0 74HCT04 VCC=5 SPEED=1.0 TRIPDT=1e-9.lib PDH\74HCT.LIB.ENDS 74HCT266

  • 63 Fin

    BIBLIOGRAFÍA

    BIBLIOGRAFÍA

    • LTspice IV(SwitcherCAD III).www.linear.com/software• Kurt Moerman,Libreríadecomponentesdecontrol(PID,PWM,Soft Limiter,etc.),http://home.scarlet.be/nap0/ltspice/• GaryHecht,Libreríadecomponentesdigitales74HCTXXX,http://www.spot.pcc.edu/~ghecht/LTspice.html• TexasInstruments,SN54/74HCTCMOSLogicFamilyApplicationsandRestrictions,SCLA011May1996.• LTspiceWorldTour2009,Arrow Nu Horizons Electronics,http://www.nuhorizons.com/LTspice• TexasInstruments,DataSheetSN74LS74A,http://www.ti.com• NXP,74HCT2834‐bitbinaryfulladderwithfastcarry,http://www.nxp.com