Relais-Modellierung in LTspice
Für die Simulation des µBitX benötigten wir einige DPDT-Relais, mit denen die Tiefpässe des Senders umgeschaltet werden sollen für die jeweiligen Amateurbänder.
Die Modellierung der Relais ist auf diese Seite ausgelagert.
Download aller auf dieser Seite verwendeten LTspice-Dateien:
Begriffsdefinitionen
- Switch Reference Guide - SPST, SPDT, DPST, DPDT: Littelfuse: Switch Reference Guide
Pole = Arbeitskontakt
Throw = Ruhestellung
Der einfache Weg: Mit Push-Pull-Switchen
SPDT (1 x Umschalter)
Die Schalter werden als Push-Pull-Schaltung verschaltet und ihre Ansteuerung parallel geschaltet. Die Konfiguration normally open und normally closed wird durch entsprechendes Einstellen der Parameter Ron und Roff erreicht. Die Zuordnung für den jeweiligen Schalter geschieht über die Parameter
.param Ron = 1m ; global .param Roff = 1G ; global .param Ron_NO = Ron .param Roff_NO = Roff .param Ron_NC = Roff .param Roff_NC = Ron
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Dateidownloads:
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Nach Verifikation der Funktion kann die relevante Teilschaltung als hierarchischer Schaltplan Relay_SPDT.asc und nach einigen kosmetischen Anpassungen als Symbol Relay_SPDT.asy gespeichert werden.
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Relay_SPDT.asc und Symbol Relay_SPDT.asy.Dateidownloads:
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Das optisch ansprechende Relais-Symbol Relay_SPDT.asy kann nun in einem eigenen, übergeordneten Schaltplan (TOP) verwendet werden.
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Relay_Test_SPDT.asc zum Testen des Symbols Relay_SPDT.asy.Dateidownload:
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DPDT (2 x Umschalter)
Mit dem generischen Relais-Symbol Relay_SPDT.asy können nun weitere Relais mit mehreren Schaltebenen (Poles) erstellt werden.
In diesem Fall wird ein DPDT aus zwei SPDT wie folgt gebaut:
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Relay_DPDT.asc und Symbol Relay_DPDT.asy.Dateidownloads:
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Der TOP-Schaltplan Relay_Test._DPDT.asc zum Testen des DPDT-Relais sieht dann wie folg aus:
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Relay_Test_DPDT.asc zum Testen des Symbols Relay_DPDT.asy.Dateidownloads:
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Einschränkungen
Die hier so gebauten generischen Modelle Relay_DPDT.asy und Relay_SPDT.asy eignen sich sehr gut zum Modellieren von weiteren, physikalisch existenten Bauteilen nach dem Herstellerdatenblatt.
So können z.B. Spulenwiderstände, Induktivitäten und Verzögerungen beim Anziehen und Abfallen des Ankers oder die Hysterese der Schaltschwellen modelliert werden.
Zu beachten ist jedoch, dass die hier gebauten Relais - im Gegensatz zu den meist verfügbaren Typen – *gepolt* sind. D.h. die Schaltschwelle ist nur für eine positive Thresholdspannung definiert! Bei einer betragsgleichen, aber negativen Spulenspannung wird das Relais nicht angesteuert. Ferner ragieren die hier gezeigten Relaismodelle auf den Momentanwert der Spannung im Gegensatz zum Effektivwert beim realen Exemplar.
Nachfolgend sollen Methoden erarbeitet werden, die diese beiden Einschränkungen überwinden.