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MATERIA: ELECTRONICA DE POTENCIA II ALUMNO: PROFESOR: VICTOR MANUEL PERUSQUIA ROMERO TEMA DE EXPOSICIÓN: SPICE OTOÑO 2011

SPICE SPICE es el acrónimo de Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis . SPICE no es un programa interactivo. En SPICE los circuitos se describen en un archivo que incluye una lista de los elementos de entrada del circuito (resistor, capacitor, etc.) indicando la forma en que están conectados mediante números de nodos. Se indica frecuencia de las fuentes, temperatura, tipo de análisis a realizar. La versión moderna de SPICE es Pspice que permite la descripción del circuito mediante una interface gráfica donde cada componente se especifica por medio de su símbolo esquemático. Entre los más conocidos sofwares para hacer uso de Spice y Pspice están TopSpice y Orcad de la compañía Cadence.

Una manera alterna de describir un circuito para su simulación en Pspice sin dibujar el circuito esquemático es por medio de un archivo de texto con la extensión .cir en el cual describimos como están colocados los componentes, además de describir el análisis a realizar. El formato de este archivo de texto es el siguiente: LÍNEA DE TITULO . LÍNEA DE ELEMENTO . LÍNEA DE . ELEMENTO . . LÍNEA DE ELEMENTO . +LÍNEA DE CONTINUACIÓN . *LÍNEA .DE COMENTARIO .LÍNEA DE INSTRUCCIÓN .LÍNEA DE INSTRUCCIÓN

Siempre la primera línea. Estas líneas pueden estar en cualquier orden. El signo + indica continuación de línea. Las líneas de comentario inician con un asterisco.

Siempre la ultima línea.

Entonces podemos decir que en general un programa en SPICE se conforma de los siguientes elementos: •Titulo •Declaraciones de elemento •Declaraciones de control •Declaraciones de finalización En este archivo de datos se usarán tantas líneas de elementos como elementos haya en el circuito. Las líneas de instrucción empiezan con un punto y también puede haber más de una. Las líneas de comentario empiezan con un asterisco y las líneas de continuación empiezan con el signo +. Las líneas de los elementos empiezan con la letra que designa al elemento por ejemplo R para los resistores, L para los inductores, etc., seguidas de un índice o nombre por ejemplo R1, RCARGA. A continuación y separados por uno o más espacios o por comas los nodos a los que está conectado el componente para terminar con el valor de éste, por ejemplo C1 10, 12 1nF

Controles básicos en SPICE .AC [LIN] [OCT] [DEC] + + .DC [LIN] + .DC [LIN] [OCT][DEC] + .END Indica el final de un circuito. Todos los datos y comandos deben encontrarse antes de esta instrucción. .ENDS Para finalizar un subcircuito. Indica el final de la definición de un subcircuito (comenzando con la instrucción .SUBCKT. .OP Análisis de punto de operación. Proporciona información detallada acerca del punto de operación a ser impreso.

.PROBE .PROBE [variables de salida]

Escribe los resultados de los análisis de AC, DC y Transitorio a un archivo .dat para ser utilizado por el post procesador gráfico Probe.

.TRAN Análisis Transitorio, causa la ejecución de un análisis transitorio en el circuito. Calcula el comportamiento del circuito en el tiempo, empezando en el tiempo T=0 y yendo al .TRAN + .MODEL define un conjunto de parámetros relacionados con un dispositivo del circuito <nombre> es el nombre de modelo cuyos dispositivos hacen referencia a un modelo en particular <nombre > debe empezar con una letra. .MODEL [ = + [<especificación de la tolerancia>]] <nombre tipo> es el tipo de dispositivo y debe ser alguno de los siguientes:

Dispositivos específicos CAP IND RES D NPN PNP NJF PJF PMOS GASFET CORE VSWITCH PSpice) ISWITCH PSpice)

capacitor inductor resistor diodo transistor bipolar NPN transistor bipolar PNP FET de unión de canal - N FET de unión de canal - P MOSFET canal - P MOSFET canal – N de GaAs Núcleo magnético no lineal (transformador) Interruptor controlado por voltaje (solo en Interruptor controlado por corriente (solo en

Sufijos para declarar valores LETRA SUFIJO T G Meg K M U N P F

PREFIJO METRICO Tera Giga Mega Kilo Mili Micro Nano Pico Femto

Tabla 1

Tipos de fuente independientes La forma general para declarar fuentes independientes es la siguiente Vnombre N+ N- [DC Valor] [AC Magnitud de fase] [PULSE V1 V2 td tr tf pw per] [SIN Vo Va freq td df phase] [EXP V1 V2 td1 t1 td2 t2] [PWL t1 V1 t2 V2 … tn Vn] [SFFM Vo Va freq md fs]

Ejercicio 1 (instrucción .OP)

Tomando como referencia el circuito mostrado a continuación hacer un programa que calcule los voltajes en cada nodo. VS=10V, R1=500ohms, R2=1Kohm, R3=2Kohms, R4=1Kohm, R5=5Kohm e I1=5mA.

Figura 1

Código ejercicio 1 (instrucción .OP) Prueba de OP VS 1 0 DC 10V R1 1 2 500 R2 2 3 1000 R3 3 0 2000 R4 2 4 1000 R5 4 5 3000 R6 5 0 5000 I1 3 5 DC 5mA .OP .END

Título del circuito. Fuente de voltaje Declaración de componentes Fuente de corriente Instrucción .OP para obtener el voltaje nodal. Directiva de fin de programa.

Resultado instrucción .OP

En los resultados podemos ver el voltaje nodal .

Ejercicio 2 (instrucción .PROBE) De acuerdo al circuito mostrado en la figura2 graficar el voltaje en el capacitor para una fuente con voltaje pico de 10V, y una frecuencia inicial 2hz y final de 5hz

0.1

Figura 2

Código Ejercicio 2 (instrucción .PROBE) LIBRO V1 1 0 AC 10 L1 1 2 0.05 C1 2 3 0.05 R1 3 0 0.1 .AC LIN 1000 2 5 .PROBE .END

Título del circuito. Fuente de voltaje Declaración de componentes Se hace un análisis en corriente alterna. Instrucción .PROBE para obtener formas de onda. Directiva de fin de programa.

NOTA: A la instrucción .PROBE le podemos especificar en que nodo queremos obtener la forma de onda de voltaje o de corriente. Por ejemplo: .PROBE V(2) De esta manera estamos declarando que queremos obtener la forma de onda de voltaje en el nodo 2.

Selección de forma de onda

Al simular podemos seleccionar la forma de onda que deseemos visualizar.

Resultado de la simulación

Forma del onda para el voltaje en el nodo 2.

Forma de onda Pulso

El objetivo del análisis TRAN es analizar el comportamiento del circuito al transcurrir el tiempo, sea en régimen transitorio o permanente, por lo que se le puede considerar como un análisis temporal. El formato más simple es: .TRAN[/OP]

] determina los instantes de tiempo para los cuales se representarán los resultados.Estos tiempos no coinciden con los tiempos para los cuales se ha hecho el análisis, por ello se realiza una interpolación para obtener los valores de representación. tiempo en el que se termina el análisis.

Resultado de el análisis .TRAN

Subcircuito para calcular el valor RMS

EJEMPLO

Cuando se ejecuta topspice la primera ventana que aparece es esta, aparecen dos opciones una es schematic: en el que se crean circuitos a partir de esquema y el otro es spice circuit: en este se crea el código.

Esta es la ventana que se despliega después de dar click en schematic.

En este apartado se pueden hacer o diseñar circuitos de forma esquemática, también se puede simular desde esta ventana, para simular dar click en anlysis y luego en plot data.

En esta imagen se muestra la grafica de la simulación, para simular otro nodo se da click en plot, después en probe y se llega nuevamente a la ventana en donde se eligen los nodos a simular.

Esta es la ventana que se despliega después de dar click en spice circuit, en esta sección es en donde se generan los códigos.

Para simular un código se da click en este icono.

Para simular solo se eligen los nodos o se ingresa la expresión de interés.

Aquí se muestra la simulación del circuito anterior.

Descripción de un pulso.

Grafica del pulso anterior.

BIBLIOGRAFÍA REFERENCIA 1 Análisis de Circuitos con Pspice David Báez López Editorial Alfaomega Cuarta Edición Nueve Capítulos 321 Páginas México, D.F. REFERENCIA 2 Pspice and Matlab for Electronics John O. Attia Editorial VLSI Circuits Series Siete Capítulos 356 Páginas Estados Unidos de América