¿Por qué mi convertidor elevador no funciona?

Estoy tratando de hacer funcionar un convertidor elevador. Este es el esquema:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La señal del reloj es de 12 V y 100 KHz, el capacitor de salida es de 330 uF y lo obtuve de la salida de una fuente de alimentación de PC, por lo que es mejor que un capacitor electrolítico común. La carga es una resistencia de 7W y la bobina es un inductor toroidal que también obtuve de una fuente de alimentación de PC, pero no sé cuánto Henri es y no tengo un inductómetro para medirlo. El inductor es algo como esto:

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No puedo hacer que esto aumente el voltaje de entrada de 12 V y el MOSFET se calienta mucho incluso con un gran disipador de calor. Tengo de 2A a 3A de corriente extraída de la fuente de alimentación. Aquí está la forma de onda en la salida del refuerzo (cátodo de diodo):

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Como puede ver, obtengo un pico de 24,8 V (la línea de voltaje cero está dos divisiones por debajo de la línea horizontal central), pero solo un pico, no puedo obtener un voltaje elevado constante. En la puerta MOSFET, la señal es una onda cuadrada perfecta de 12 V, por lo que no debería haber ningún problema.

¿Se puede causar el problema de calentamiento del MOSFET porque necesito un diodo en antiparalelo con el MOSFET?

Esa forma de onda se parece más a la que debería ver en el ánodo del diodo. ¿Estás seguro de que el diodo no está en cortocircuito o dañado?
La forma de onda en el ánodo es exactamente la misma pero con un voltaje pico más bajo. Medí el diodo y no está dañado.
La constante de tiempo para el condensador y la resistencia es de 8,6 ms. Cuando el diodo está apagado (el MOSFET está encendido), el capacitor debe descargarse a través de la resistencia con esa constante de tiempo. Pero, de acuerdo con la traza de su alcance, el voltaje en el cátodo cae casi instantáneamente de aproximadamente 12 V a aproximadamente 5 V. Entonces, si el capacitor es bueno, el diodo probablemente no lo sea (suponiendo que el esquema refleje con precisión el circuito real).
@Andres ¿Cómo puede ser más bajo el voltaje máximo del ánodo que el cátodo? Esto no puede ser cierto.
¿Están el MOSFET y el diodo sin aislamiento en el mismo disipador de calor (cortocircuitando el diodo conectando el drenaje al cátodo del diodo)?
"La bobina es un inductor toroidal que también obtuve de una fuente de alimentación de PC, pero no sé cuánto Henri es y no tengo un inductómetro para medirlo". ¡Esa es una forma segura de tener problemas! Si no tiene un medidor, están disponibles por 40 € e incluso sin uno, puede medir el área del núcleo y el número de vueltas y hacer una estimación razonable de la inductancia y la corriente de saturación.

Respuestas (2)

Su bobina toroidal no tiene suficiente inductancia para esta aplicación y se está saturando. Esto limita la cantidad de energía que puede almacenar y también hace que la corriente a través del MOSFET sea demasiado grande.

Intente poner una carga mucho más liviana en la salida (es decir, mayor resistencia para R3) y conduzca el MOSFET con un ciclo de trabajo mucho más bajo. Vea si eso produce mejores formas de onda.

Pero la conclusión es que el inductor es una parte crucial en cualquier convertidor de potencia de modo conmutado, y realmente necesita saber lo que tiene, en términos del valor exacto de la inductancia y su capacidad de corriente máxima. Si no puede medir lo que tiene, compre piezas con especificaciones conocidas.

Realmente aprecio la franqueza y el tono de esta respuesta.

Como dijo Dave, su inductor se está saturando. Tuve el mismo problema cuando construí mi boost MPPT. Poco sabía sobre el núcleo saturado.

Solución fácil: use polvo de núcleo de hierro en su lugar. Mi apuesta es que has usado un inductor de núcleo de ferrita.

Sí, usé un núcleo de ferrita, lo resolví cambiando la topología a medio puente, pero ¿por qué el polvo de núcleo de hierro es mejor?
Debido a que funciona mejor cuando se trata de saturar, el polvo hace que la saturación sea casi imposible.
¿Por qué mi convertidor elevador no funciona?
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