Limites de pspice

[bertrandbd]

Bonsoir

Je débute en simulation, et je suis un peu surpris par certains résultats de modélisation J'utilise microsim release 8 avec pspice et j'aimerai savoir si pspice est capable de gérer les limites de fonctionnement des modèles Par exemple, j'ai simulé un redressement mono alternance avec une diode 1n4001. Il apparaît une sinusoïde sur la résistance de charge alors que la tension devrait être égale à la masse. La datasheet 1n4001 donne d'après moi une tension pic inverse de 50 volts. Il me semble que le modèle donne 75 volts (BR?) ce qui correspond à la tension pic de 100 v moins l'amplitude de la sinusoïde inverse de 24v.

Comment est-il possible de gérer les limites des composants pour éviter d'avoir des analyses fausse

merci

ps : divers figures pour comprendre le problème
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[Tropique]

Hello,

Pour les paramètres entrant dans la catégorie "ratings", les fabricants ne s'amusent pas à viser pile-poil sur le chiffre annoncé (heureusement). Donc, ta diode n'explose pas si tu lui appliques 50.1V. En plus de cette marge de sécurité, il y a d'autres éléments à prendre en compte: les 1N40XX ne sont pas fabriquées pour 50V, 100V, 200V, etc. On fabrique une diode de 1A en visant quelques centaines de V de Vbr, ensuite on fait un tri: certains des chips auront subi des diffusions plus ou moins profondes selon leur position sur la wafer, et auront des caractéristiques différentes, tension d'avalanche entre autres.
On va donc grouper en catégories, en prenant une marge de sécurité: les 1N4001 devront supporter minimum 75V, et les 4002 150V. Comme il n'y a pas de catégorie intermédiaire, tout ce qui est entre 75 et 150V va être catégorisé 1N4001, et ainsi de suite.
Cela du moins, c'était la situation au début de ces diodes, il y a 40 ans. Maintenant, les processes ont été perfectionnés, et il n'y a probablement plus de diodes de moins de 250V qui sont produites. Mais on continue à vendre des 1N4001, qui sont alors bien au-dessus des caractéristiques annoncées.
Donc toi, si tu veux une simu à moitié réaliste, il faut que tu mettes Vbr à 75V. Eventuellement si tu voulais vraiment tester un worst-case, tu pourrais descendre à 50V, mais dans d'autres cas, ce n'est pas réaliste.
A+

[bertrandbd]

Merci tropique pour ta réponse

Je suis entièrement d'accord sur le processus de fabrication des diodes et leur tri mais cela n'explique pas la courbe du signal redréssé par la diode (voir figure jointe). De plus si je met un générateur de tension de 1000v la courbe du signal redressé est une belle sinusoïde

Comment faire pour détecter un dépassement de la limite d'utilisation des modèles ?

merci

[Tropique]

D'après ce que je vois de tes courbes, ton modèle est prévu pour claquer à 75V, et c'est confirmé dans les fenêtres de paramétrage que tu montres. Je ne vois pas ce que tu trouves d'anormal. Et avec 1000V, tu dois avoir une sinusoide, mais amputée vers le milieu d'un saut équivalent à 75V. Si ce n'est pas le cas, tu peux toujours poster les images en cause, on verra, il est possible que Pspice ait un bug à ce niveau, mais rien dans ce que tu as montré jusqu'à présent ne semble l'indiquer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bertrandbd]

Ce que tu dis est entièrement juste mais je ne vois pas en quoi c'est normal que pspice essaye de tracer une courbe avec des paramètres dont il sait qu'ils sont hors tolérance. Je m'attendais plutôt à un warning lors de la simulation. Pspice peut-il signaler ce genre d'erreur?

merci

[Tropique]

Ce que tu dis est entièrement juste mais je ne vois pas en quoi c'est normal que pspice essaye de tracer une courbe avec des paramètres dont il sait qu'ils sont hors tolérance.

Cela te permet de savoir comment le circuit se comporte en dehors des plages de fonctionnement normal, ce qui est un rôle important des simulateurs.

Je m'attendais plutôt à un warning lors de la simulation. Pspice peut-il signaler ce genre d'erreur?

Certainement, mais c'est à toi de le définir. Quand un seuil simple est dépassé , comme Tj max, c'est facile, mais comment vas tu déterminer que tu passes en avalanche? Il va falloir que tu définisses un certain courant inverse, mais il va aussi falloir tenir compte des effets dynamiques (en mode de reverse-recovery p.ex.), du courant de fuite, etc, sinon tu auras des warnings inattendus pour toutes sortes de raisons. C'est loin d'être aussi évident qu'il y parait, et il faut surtout faire preuve de beaucoup de bon sens.

[bertrandbd]

[QUOTE=Tropique;2000500]Cela te permet de savoir comment le circuit se comporte en dehors des plages de fonctionnement normal, ce qui est un rôle important des simulateurs.

Pas tout à fait car en mode réel, la diode ne laisserait pas passer le courant en sens inverse (ff trace analyse du premier post) sauf si la tension finit par la détruire et aboutisse à un court-circuit de la diode

C'est vrai que cela peut être compliqué de générer des warnings sur dépassement de spécification mais pour les puissances dissipées, les tensions ou courant hors spécification cela devrait être fait. Maintenant je ne connais pas assez pspice pour qu'il génère ce genre de message

A+

[Tropique]

Pas tout à fait car en mode réel, la diode ne laisserait pas passer le courant en sens inverse (ff trace analyse du premier post) sauf si la tension finit par la détruire et aboutisse à un court-circuit de la diode

Si si, c'est le simulateur qui a raison: il y a bien un courant inverse qui va circuler, et la diode ne sera pas détruite par le claquage (sauf si la dissipation est trop importante).

C'est vrai que cela peut être compliqué de générer des warnings sur dépassement de spécification mais pour les puissances dissipées, les tensions ou courant hors spécification cela devrait être fait. Maintenant je ne connais pas assez pspice pour qu'il génère ce genre de message

A+

Ce n'est pas aussi simple que tu le crois. Pour la puissance, vas-tu te baser sur la puissance statique maximale? Dans ce cas, il y aura plein de dépassements transitoires que le composant réel peut parfaitement tolérer. Ou alors tu moyennes la puissance sur toute la durée de la simu. Mais dans ce cas, tu vas rater des crêtes de puissance instantanées qui pourraient être destructrices. La seule vraie solution serait de tenir compte de l'impédance thermique du composant, et de faire une modélisation par image thermique, càd une simu à part entière rien que pouvoir générer un warning. Ce qui peut être intéréssant par ailleurs, mais n'est surement pas simple.
Le même genre de problème va se poser pour le courant: faut-il prendre Io max, Irrm, I surge? Si tu en choisis un, il y aura des cas où ça ne marche pas, il faudra aussi des conditions complexes.

[bertrandbd]

Merci encore tropique


Effectivement, je suppose que le courant inverse de la diode dont tu parles est le courant zener de la diode juste avant le phénomène d'avalanche.

Je suis quand même perplexe quand la tension inverse d'une diode est de 75 volts en pic et que la simulation en bronche pas avec une tension inverse de 1000v sur la dite diode Après je partage ton avis sur la difficulté, il est vrai que suivant la réalité qu'il faudrait simuler pour détecter les zones dangereuses d'utilisation cela peut devenir très complexe

A+