Calcule la corriente a través del inductor en el circuito de CC con control PWM

Idealmente, un circuito PWM de frecuencia suficientemente alta con un interruptor perfecto y un diodo de captura le dará$\alpha$veces la corriente que obtendría con un ciclo de trabajo del 100 % (donde 0$\le \alpha \le 1$es el ciclo de trabajo). En este caso, dibujó el circuito como si tuviera un inductor sin resistencia, por lo que la corriente aumentaría sin límite. Por lo tanto, debe incluir la resistencia de CC de la bobina en su análisis.

Editar: Obviamente, algo está jodido con tu modelo. A continuación, se muestra una simulación de arranque desde una corriente de inductor cero con buenos modelos de todas las partes, como se muestra, y una frecuencia de 4 kHz y un ciclo de trabajo del 50 %.

La corriente promedio es de aproximadamente 1.428A. La predicción ideal fue 50 % de 7,5 V/2,4 ohmios o 1,56 A; sin embargo, hay algunas pérdidas en el MOSFET y el diodo.

Sus datos "experimentales" no suenan demasiado lejos, como dije, hay pérdidas en el diodo y el MOSFET (principalmente el diodo en este caso). Si desea un resultado más ideal, puede reemplazar el diodo Schottky con otro MOSFET (controle la bobina con un medio puente).

Si el Schottky Vf es de 330 mV a 0,5 A y el MOSFET tiene 100 mV cuando está encendido, entonces con un ciclo de trabajo del 20 %, el voltaje que R+L verá es de +7,4 V cuando está encendido y de -0,33 V cuando está apagado, para un promedio de 0,2 * 7,4 + 0,8 * -0,33 = 1,216 V, por lo que la corriente media será de 0,506 A, que está muy cerca de lo que muestra la simulación.

El voltaje promedio es más bajo de lo que esperaba porque la fuerza contraelectromotriz hace que el voltaje en la bobina suba por encima de Vcc cuando el FET se apaga. Luego, el diodo conduce y limita el voltaje de la bobina a aproximadamente 0,7 V por encima de Vcc, por lo que en realidad oscila de +7,5 V a -0,7 V (no de 7,5 V a 0 V).

Si el FET se enciende y apaga por completo, la forma de onda de voltaje a través de la bobina debe ser rectangular y la corriente debe ser casi CC con solo una pequeña cantidad de ondulación triangular. Sin embargo, su trama de simulación cuenta una historia diferente, tal vez debido a una inductancia incorrecta y/o una unidad de puerta insuficiente.