MicroCAP 9 Full

[alexey-b]

Т.е. тиристор всё время открыт (как ему и положено).

Мне, что МС показывает на то я и ориентируюсь. Как так может быть, чтобы по току тиристор Х1 был постоянно открытым, а по напряжению в узле 8 он отчётливо переключался фактически на коротком замыкании?
Тут дело ещё и в том, что МС плохо справляется , как выяснилось, с такими схемами. Он нереально долго считает (для этой схемы больше 4 мин, а для предыдущей более 10), поэтому я вынужден скупо относиться к заданиям для него в анализе. Если, например задать ещё для этой схемы автоматическую нагрузочную характеристику, то процесс настройки схемы станет нереально долгим.

К тому же тиристоры не умеют работать на частоте 40 кГц.

Да, я выбрал ближайший тиристор подходящий по току и напряжению. Но мне прежде приходилось работать с мощными тиристорами и я знаю, что существуют даже отечественные тиристоры, у которых частота переключений близка к гГц.

[Aml]

что существуют даже отечественные тиристоры, у которых частота переключений близка к гГц.

Очень хочу увидеть мощный тиристор с частотой коммутации 1 гигагерц.

Мне, что МС показывает на то я и ориентируюсь

Проблема в том, что вы неверно ориентируетесь в том, что показывает Микрокап. Если в какой-то точке есть импульсы напряжения, то это вовсе не означает, что:
1. Ключ коммутируется.
2. Ключ коммутируется так, как надо.

По графикам видно, что когда тиристор "заперся", через него продолжает протекать ток около 13 килоампер. А поскольку при этом на тиристоре падение напряжения порядка 630В, то на тиристоре рассеивается мощность около 8 мегаватт.
Вопрос: за сколько долей секунды он испарится?

[Aml]

Он нереально долго считает

А зачем долго рассчитывать заведомо нерабостоспособную схему? Расчет первых 125 микросекунд (первые 5 периодов тактовой частоты) показывает, что ключ не выключается.
Очевидно, что дальше считать бесполезно, нужно искать ошибки в схеме.

[alexey-b]

Очень хочу увидеть мощный тиристор с частотой коммутации 1 гигагерц.

Это я по памяти, когда занимался этим. Но убедиться в этом мне не удалось. Ваша правда !

По графикам видно, что когда тиристор "заперся", через него продолжает протекать ток около 13 килоампер

Из графика видно, что индуктивность первичной обмотки транса спадает быстрее чем тиристор запирается. Это значит, что тиристор не может заменить МОСФЕТ, а такие схемы на МОСФЕТ-ах в МС требуют слишком много времени для моделирования.

[Aml]

Интересный вывод

[Aml]

А теперь по делу.
Время расчета зависит исключительно от того, сколько расчетных точек надо вычислить. А число расчетных точек зависит от длительности самого короткого из процессов, который надо учитывать, и времени моделирования.

Самый короткий процесс в импульсных преобразователях это переключение ключей.
Время переключения (если подходить грубо и примитивно) 1/100 часть периода тактовой частоты. Если тактовая частота 25 мкс, то время переключения нужно оценивать в 250 нс.
За это время нужно иметь минимум 3 расчетные точки (начало, середина, конец). В реальности нужно больше, нов первом приближении можно ограничиться этим. Соответственно, чтобы гарантировано избежать ошибки выполнения расчета, то максимальный шаг расчета при частоте коммутации 40 кГц будет 100нс. И это время не зависит от типа используемых ключей. Если установить меньшее время, то результаты могут стать недостоверными. А могут и не стать, если Micro-Сар сам правильно выберет шаг расчета на этом этапе. Но увы, это происходит не всегда, приходится страховаться.
Итак, у нас получается максимальный шаг расчета 100 нс. Это означает, что для моделирования 1 микросекунды требуется 10 точек, 1 миллисекунды - 10 000 точек, для 1 секунды - 10 миллионов точек. А на это нужно время.

Вот в этом и состоит трудность моделирования устройств преобразовательной техники - в них происходят очень быстрые процессы (коммутация) и очень медленные процессы (установление токов в индуктивностях и напряжения на емкостях). Поэтому время расчета выхода на режим получается очень большим. Чтобы его уменьшить, приходится применять различные ухищрения. В частности, в МС10 ввели режим Periodic Steady State - вычисление стационарного режима работы схем с периодическими воздействиями. Использование этой опции позволяет получить установившийся режим, вычислив всего 5-10 первых периодов коммутации (а не тысячи, как при обычном расчете).

[bordodynov]

Да, я выбрал ближайший тиристор подходящий по току и напряжению. Но мне прежде приходилось работать с мощными тиристорами и я знаю, что существуют даже отечественные тиристоры, у которых частота переключений близка к гГц.

Вот самые быстрые тиристоры которые я реально встречал. Коллега пытался применить их.

[Aml]

Да, для тиристоров это очень быстро. Время выключения 0.5 - 1 мкс при 1А тока.

[bordodynov]

А вот как он быстро работает совместно с лазером:

[alexey-b]

Вот самые быстрые тиристоры которые я реально встречал

Время вкл/выкл = 50nS соответствует частоте переключения в 20 мГц - это было бы круто, если бы он был силовым.