Problemas con el cambio de MOSFET para convertidor elevador

Se supone que debo construir un convertidor elevador que aumente una entrada de 1,5 V a 5 V (solo tengo 1,5 V como fuente de alimentación). He diseñado el circuito, pero el único problema al que me enfrento en este momento es que no puedo encender el MOSFET con un pico máximo de 1,5 V. Estoy usando un MOSFET B012N03LX3 como interruptor.

Esta es mi conexión esquemática (suponga que el diodo es ideal y suponga que el NE555 puede operar con 1.5 V que la simulación muestra que puede)

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Revisé la hoja de datos y sé que V gs (th) debe ser de al menos 1 V para encender el MOSFET.

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El NE555 tiene la salida de este 10 kHz con ciclo de trabajo de 0,7.

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Pero la salida de voltaje en Vcarga es:

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Entonces, a partir de esto, estoy bastante seguro de que el MOSFET no obtuvo suficiente voltaje en V gs (th) para encenderse. Pero debido al hecho de que solo tengo 1,5 V como suministro de voltaje, no estoy seguro de qué corrección debo hacer en mi circuito para asegurarme de que el MOSFET pueda encenderse correctamente (con solo 1,5 V como fuente de voltaje).

Por cierto, creo que la salida debería verse así si el MOSFET puede encenderse correctamente:

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Entonces, ¿alguna idea sobre qué debo cambiar en mi circuito para que funcione?

@MarcusMüller oh, en realidad no tengo una fuente de 15V. Solo lo estoy usando para probar el interruptor. Pero traté de cambiar la fuente de alimentación a 1,5 V (que es la única fuente de alimentación que se supone que debo tener) para el NE555 con cerca de 200 mA y -200 mA saliendo de la salida pero con un ciclo de trabajo de menos de 0,1 por ciento que no estoy tan seguro de por qué.
¡Bienvenido a EE.SE! ¿Por qué está utilizando un 555 en lugar de un chip especialmente diseñado para la aplicación?
@winny oh, es porque mi profesor lo quiere de esa manera 555 temporizador para controlar hacerlo, también, ¿qué quiere decir con chip hecho a propósito (cualquier ejemplo)?
No has mostrado la señal de salida del 555.
@tw.C4444 " also what do u mean by purpose-made chip (any example)" Winny está hablando de un chip de un solo propósito, es decir, convertidores elevadores de voltaje síncronos, módulos de potencia CC/CC reductores, controladores de voltaje no síncronos histéricos, etc. Texas Instruments, Infineon, STMicro son los fabricantes más notables (en mi opinión) para este tipo de cosas.
@Andyaka actualizado
¿Es esa la forma de onda cuando se conecta a la puerta mosfet? Creo que debe ser.
@Andyaka ya es la forma de onda cuando me conecto a la puerta MOSFET, creo que todo lo que tengo que arreglar es arreglar la forma de onda de la corriente (no estoy seguro si estoy en lo cierto, corrígeme si me equivoco) pero no tengo idea de cómo resolverlo tbh
No puedo entenderlo, 10 kHz y 70% de servicio deberían producir alrededor de 4 voltios en una carga de 25 ohmios.
@Andyaka Creo que puse el diodo como ideal en este caso (tal vez por eso)
VCC=1.5V no alimentará el 555 correctamente. Además, como puede ver, no es suficiente encender el MOSFET correctamente. Necesita un voltaje más alto (a una corriente relativamente baja) para ejecutar el 555 Y para conducir la puerta MOSFET correctamente. Apague el 555 al menos 5V y vuelva a esto cuando el resto esté funcionando.
@BrianDrummond Pero tengo la entrada Vcc de 1.5V, y la salida del temporizador 555 funcionó correctamente (pero supongamos que el temporizador 555 puede operar dentro de 1.5V), entonces, ¿cómo se supone que debo encender el MOSFET con el voltaje de salida que sale del temporizador 555. Sé que Vgs (th) tiene que ser de al menos 1 V para encender, pero no estoy tan seguro de cómo se supone que debo hacerlo con solo una fuente de alimentación de 1,5 V.
No, 1V es donde el MOSFET apenas comienza a encenderse. Mire su hoja de datos: el Rds ((encendido) se especifica en Vgs = 4,5 V (y a 10 V) y eso es con lo que debe apuntar para conducirlo. Y un 555 no funcionará a 1,5 V (consulte su hoja de datos) - aunque su modelo de simulación podría hacerlo.
Usted dice que su ciclo de trabajo es "70%", pero su forma de onda es de aproximadamente 30%. Como dijo Brian Drummand, de acuerdo con su propia hoja de datos, el encendido es MÍNIMO 1V (y solo 250 uA) pero es MÁXIMO 2.2V, es decir, el fabricante le dice "en blanco y negro" que su MOSFET podría permanecer 100% APAGADO hasta un máximo de 2,2 V, por lo que su diseño es básicamente DOA de la forma en que lo concibió.
@BrianDrummond le importaría preguntar si hay algún circuito que pueda reemplazar el temporizador 555 en este circuito.
@Atomique en realidad es un ciclo de trabajo del 70%, primero está APAGADO, luego ENCENDIDO y así sucesivamente
Podrías montar 2 transistores como un multivibrador astable. Pero reemplazar el 555 no resolverá el problema del voltaje de la compuerta.
@ tw.C4444 ¿es posible que el pin de SALIDA de NE555 no pueda entregar suficiente corriente para encender el MOSFET? Tal vez se necesite un controlador de puerta.

Respuestas (4)

También reviso la hoja de datos y sé que Vgs (th) debe ser de al menos 1V para encender el MOSFET

No, estás leyendo mal la hoja de datos. Lo que dice es que, para obtener una corriente de drenaje de 250 uA, algunos FET solo requerirán 1 voltio, pero algunos necesitarán 2,2 voltios.

Está utilizando 1,5 voltios como voltaje de suministro, por lo que tendría que tener mucha suerte al elegir su FET para obtener uno que funcione en su circuito. Es incluso peor de lo que piensa, ya que desea mucho más de 250 uA, lo que significa que necesita un voltaje de puerta aún mayor.


Pregunta: "MOSFET no obtuvo suficiente voltaje en Vgs (th) para encender ... qué corrección"
Respuesta: Dado que hay un oscilador, haga una bomba de carga (voltaje doble o triple). Luego cambie ese voltaje en la puerta FET.

Una cosa que puede intentar, solo para verlo en el simulador es:
Cambiar el punto de operación agregando dos resistencias y un capacitor
1.5V--Ra--(X)--Rb--GND, (X)--FET puerta, (X)--Cx--555 salida.

Si alguna vez logra que comience, agregue diodos oring de 1.5vdc/salida a vcc. Tenga en cuenta que esto hará que sus desafíos iniciales sean más difíciles, pero su puerta de entrada será mucho más fuerte una vez que esté operativa. Recuerda usar diodos shottky.

Editar: podría usar un transistor (agregue una resistencia en serie con la base). Solo necesita .7v para conducir un 2222a.

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