Boost SMPS se calienta mucho. ¿Por qué?

La topología de su circuito se ve básicamente correcta.

Sin embargo, mi primera conjetura es que L1 no es realmente un inductor de 10 mH. Si fueran 10 µH, eso podría explicar las cosas. Está cambiando a 31,5 kHz, que tiene un período de 31,8 µs. Muestra una onda cuadrada, por lo que los tiempos de encendido y apagado son la mitad, o 16 µs. Incluso con la corriente del inductor comenzando en 0, al final de un pulso obtendría (8,8 V)(16 µs)/(10 µH) = 14 A. No proporcionó ninguna hoja de datos, pero es muy probable que ya haya pasado la saturación de L1, y posiblemente la capacidad actual de M1 y el suministro.

Otra posibilidad es que M1 no se encienda completamente. Nuevamente, dado que no proporcionó ninguna hoja de datos, no puedo comentar más. Verifique para qué voltaje de puerta M1 está especificado, luego compárelo con lo que sea que lo esté conduciendo. Si el PWM es solo una señal digital de 5 V o 3,3 V, es muy probable que M1 no se encienda completamente cuando la señal es alta.

La siguiente posibilidad es que la puerta no esté siendo impulsada con suficiente corriente al cambiar. Eso se determina fácilmente con solo mirar la señal de la puerta. ¿Es una onda cuadrada agradable y aguda, o lleva tiempo pasar de un estado a otro? Si es lo último, entonces el FET está gastando demasiado tiempo entre el encendido y el apagado total. Una posible solución es utilizar un chip controlador FET.

Agregado:

Ahora que se proporcionó la hoja de datos para el FET (aunque solo en los comentarios), podemos ver que este FET es claramente inapropiado para esta unidad de puerta. El Rdson bajo se aplica a un controlador de compuerta de 10 V. El voltaje de umbral de la puerta puede ser tan alto como 4 V, y no hay garantía de lo que hace con solo 5 V en la puerta.

Dado que solo desea una salida de 15 V, una buena opción sería un FET de bajo voltaje que en realidad se especifica para un controlador de compuerta de 5 V. Por ejemplo, consulte el IRFML8244. Se puede controlar directamente desde una salida lógica digital en muchos casos.

Sin embargo, reemplazar el FET solo soluciona uno de los posibles problemas. Con una frecuencia de conmutación tan lenta, debe tener cuidado con la saturación del inductor. También debe hacer algo para evitar que la salida suba demasiado. Esto podría ser tan simple como un divisor de voltaje de la salida que alimenta una entrada del comparador del micro, que está configurada para eliminar la salida PWM cuando está por encima de cierto umbral.