Boost Converter atascado en alrededor de 80 voltios

Question

Boost Converter atascado en alrededor de 80 voltios

aumentar
ne555
cargador
Física
inductor
regulador de voltaje

katu

Estoy construyendo un convertidor elevador que utiliza un temporizador 555 que cambia a 60 kHz con un ciclo de trabajo del 96 % que impulsa un MOSFET IRF3205 para alimentar un inductor de cuerda manual (calculado para tener ~330 uH) con un diodo 6A10 y 400 V, Condensador de 80 uF a 5 voltios. Mi objetivo es lograr 360 voltios.

El problema que tengo es que el circuito alcanza constantemente un máximo de alrededor de 80 voltios e intenta aumentar el voltaje, por ejemplo, aumentando la inductancia del inductor agregando una varilla de hierro, agregando otro inductor en serie, aumentando el ciclo de trabajo del temporizador 555 e incluso aumentar el voltaje no tiene un efecto significativo sobre el voltaje. Solo puedo bajar el voltaje usando estos métodos.

Creo que puede deberse al diodo que limita la corriente, ya que reemplazar el diodo 6A10 con uno de mayor resistencia parece disminuir el voltaje a ~ 60 y otros intentos de alterar eso también fallan.

No tengo más diodos que pueda usar, por lo que me pregunto si hay corriente disponible para los inductores, lo que limita la salida antes de comprar más diodos.

Andy alias

¿Qué resistencia de carga hay en el capacitor?

Respuestas (2)

Boost Converter atascado en alrededor de 80 voltios

Andy alias · Answer 1

Andy alias

El problema que tengo es que el circuito alcanza constantemente un máximo de alrededor de 80 voltios

Considere que el IRF3205 podría ser un factor limitante: -

Luego considere que el diodo 6A10 será el próximo en línea para limitar el voltaje: -

tolentino

Correcto si me equivoco, pero ¿el mosfet de conmutación está conectado al voltaje de salida en un convertidor elevador (no lo creo)? Considero que el voltaje de fuente de drenaje máximo que experimenta el MOSFET está dado por el voltaje de suministro más el voltaje en el inductor durante la fase de apagado.

Andy alias

@vtolentino, el voltaje máximo en el drenaje MOSFET es el voltaje máximo entregado por el inductor al capacitor de salida (ignorando la caída del diodo que lo hace 0.7 voltios más grande). Entonces, si el capacitor de salida es de 50 voltios, entonces el voltaje máximo en el drenaje es de 50,7 voltios.

tolentino

Mirando desde el lado de la carga, tiene sentido.

katu

¡Acabo de cambiar el MOSFET por uno de cambio rápido adecuado y está funcionando muy bien! ¡Puedo obtener hasta 360 voltios al aumentar el voltaje de entrada a 10v!

tolentino · Answer 2

La tensión de salida máxima alcanzable con un convertidor elevador depende de la tensión de alimentación, la eficiencia y el ciclo de trabajo de acuerdo con lo siguiente:

V_{o tu t, (metro a X)} \approx \frac{V_{i norte, (metro i norte)} \cdot norte}{1 - D} = \frac{V_{i norte, (metro i norte)}^{2} \cdot norte}{V_{i norte, (metro i norte)} - Δ I_{L} \cdot F_{S W} \cdot L}

$V_{out, (max)} \approx \dfrac{V_{in,(min)}\cdot n}{1-D}=\dfrac{V_{in,(min)}^2\cdot n}{V_{in,(min)}-\Delta I_L \cdot f_{SW} \cdot L}$

Dónde:

$n$ es la eficiencia

$D$ es el ciclo de trabajo

$\Delta I_L$ es la corriente de ondulación del inductor

$f_{SW}$ es la frecuencia de conmutación

$L$ es la inductancia

En su caso, considerando una eficiencia conservadora de $86\%$ y un voltaje de entrada de $5V$ :

V_{o tu t, (metro a X)} \approx \frac{5 V \cdot 85 %}{1 - 96 %} = 106 V

$V_{out, (max)} \approx \dfrac{5V \cdot 85\%}{1-96\%}=106V$

Puede encontrar una descripción más detallada en esta nota de aplicación de Texas Instrument.

Gracias, todavía me pregunto dónde juega un papel la frecuencia en esto.
@ballpoint El ciclo de trabajo se puede escribir en términos de la frecuencia de conmutación y las características del inductor. He actualizado mi respuesta.

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katu

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katu

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