Convertidor elevador, ¿cómo permite el diodo que la corriente del inductor fluya hacia el condensador?

Todo el sistema se inicia cuando el FET está encendido, es decir, Vds = 0v en esta situación. Durante un cierto período llamado ciclo de trabajo, el inductor se cargará con la corriente creciente que fluye a través de él, y así almacenará energía. A medida que se apaga el FET, la corriente normalmente disminuiría, pero, como hay un inductor, intentará forzar la corriente en la misma dirección en la que fluía debido a la Ley de Lenz. Como resultado, el voltaje en el inductor habrá cambiado su polaridad para mantener el flujo de corriente en la misma dirección y entonces el voltaje será mayor que el voltaje de entrada (9V). Si el circuito funciona en condiciones de estado estacionario (SS), la corriente que fluía a través del inductor tendrá la misma variación.

En descarga, como el voltaje a través del FET ahora es mayor que el voltaje de entrada, el diodo se polarizará con éxito. El pico del que habló será tan grande como su ciclo de trabajo y su carga, porque el inductor trata de mantener la corriente constante, independientemente de la resistencia que vea, y luego hace que aumente el voltaje. En cuanto al ciclo de trabajo, en los modelos ideales la fórmula adecuada está dada por: Vo/Vi= 1/(1-D), que establece que a mayor ciclo de trabajo, mayor voltaje de salida.

Un inductor funciona según el siguiente principio fundamental: -

$V = L\frac{di}{dt}$

Dónde$\frac{di}{dt}$es la tasa de cambio de corriente en el inductor

Si aplica un voltaje a través de un inductor (por ejemplo, conectando a tierra un extremo), la corriente aumentará a una tasa de V/L amperios por segundo y, mientras lo hace, la energía se almacenará en el campo magnético. Cuando el inductor se desconecta de esa conexión a tierra, la energía almacenada empuja una corriente fuera del inductor en la misma dirección.

Esa corriente trata de mantener su valor pero no puede y entonces la corriente comienza a caer. Esto significa que la tasa de cambio de la corriente ($\frac{di}{dt}$) es negativo.

Esto genera un voltaje negativo a través de los terminales del inductor.$V = L\frac{-di}{dt}$.

El lado de entrada del inductor está "ligado" al voltaje de suministro entrante, por lo tanto, el lado conmutado del inductor (anteriormente a tierra) genera un voltaje que es mayor que el voltaje entrante; esta es la inversión de voltaje que se ve en el inductor, es decir, esto es un voltaje negativo en comparación con cuando el transistor conectó a tierra el inductor.

Este "voltaje mayor" aumenta rápidamente (para expulsar la corriente) y cuando este voltaje que aumenta rápidamente es igual al voltaje en el capacitor de salida (más una caída de diodo) encuentra una "carga" para descargar la corriente. A partir de este momento la tensión de salida adquiere un nivel adecuado para seguir empujando corriente al condensador hasta agotar toda la energía magnética previamente almacenada.

Cuando el FET está ENCENDIDO, la corriente se almacena en el inductor como un campo magnético.

Cuando el FET está APAGADO, este campo magnético colapsa e induce corriente de regreso al devanado del inductor, en la misma dirección. Tiene que ir a alguna parte, por lo que el diodo de reacción rápida lo fuerza al lado de salida donde un condensador de filtro lo suaviza en un voltaje de CC.

Estos circuitos pueden ser muy eficientes porque la fuente de alimentación también puede usar el diodo, por lo que este circuito aumenta el voltaje más alto que el voltaje de entrada.

Podría decir que el diodo agrega la corriente de flujo inactivo a la corriente de los inductores, lo que eleva el voltaje. Esa es la respuesta simple. Los magos matemáticos se quejarán de "pero esto va así", etc.

El valor del inductor tiene mucho que ver con la cantidad de impulso que puede obtener (así como el tiempo FET 'ON' o el ciclo de trabajo), pero los valores inductivos altos (> 1 mH) no son tan eficientes (Q) debido a la CC resistencia del inductor. (Q = L/R)

Puede aumentar el voltaje mil veces si lo desea, pero la corriente disponible se reducirá en la misma cantidad, menos las pérdidas de conversión.

Creo que podría estar malinterpretando qué es exactamente un inductor.

El voltaje a través de un inductor determina la tasa de cambio de corriente a través del inductor.

Cuando el FET está encendido, el voltaje de entrada se aplica a través del inductor, lo que hace que la corriente aumente hasta que se apaga el FET.

Cuando el FET está apagado, la corriente fluirá a través del diodo hacia el capacitor. Fluirá , porque la corriente a través de un inductor no se detiene instantáneamente, y esa corriente tiene que ir a alguna parte .

El terminal del capacitor estará normalmente (o pronto) a un voltaje más alto que la fuente. Esta diferencia se aplica a través del inductor, lo que hace que la corriente disminuya. Este es el "pico de voltaje", pero el inductor no elige el voltaje particular. Es solo el voltaje que resulta de introducir corriente en el capacitor. El voltaje en el terminal del inductor tiene que ser el voltaje del terminal del condensador más la caída de voltaje del diodo y, de manera realista, un poco más debido a las resistencias parásitas.

La corriente de hundimiento con 0 V en FET cuando se libera crea un potencial en la dirección opuesta a la misma corriente a menos que esté sujeto por la tapa o la batería y el diodo, cuando se conduce hacia adelante. La corriente decae a una tasa de L/ESR, donde ESR son todas las resistencias en serie del bucle, incluidos el diodo y la tapa.

Considere el FET y el diodo como un interruptor SPDT con una corriente ascendente y descendente que aumenta el voltaje de Cap.