Problemas del curso de voltaje del transformador LTspice en un ciclo de trabajo bajo

Un par de cosas:

1. El transformador está ahí para proporcionar la relación de reducción requerida, pero también para aislar el circuito del lado de entrada. Si te das cuenta, has conectado a tierra la terminal inferior de C2 (y todas las demás patas allí) en el lado secundario del transformador. Entonces, de alguna manera, eso es interactuar con lo que está pasando en el lado primario y no tienes aislamiento.

2. Como lo mencionó Dave Tweed en su respuesta, si realmente desea controlar el voltaje según el ciclo de trabajo, necesita un adaptador LC que, en teoría, le dará el componente de CC de su onda en el secundario. Eso debería ser D*Vs, donde Vs es el voltaje máximo que obtienes en el secundario. Con solo tener una tapa allí para filtrar, se cargará al valor máximo después de algunos ciclos.

Sé que LTSpice a veces se quejará si no proporciona un punto de referencia a tierra para calcular el punto de operación, por lo que una forma en que las personas manejan los transformadores es agregando una conexión a tierra a través de una resistencia grande (100M, 1G). Se vería así:

Mira esto

Observe la gran resistencia de aislamiento en el lado secundario.

Una cosa que quizás no esté viendo ahora, pero que podría ser relevante más adelante. Al manejar los MOSFET, en ciclos de trabajo bajos, es posible que todo el tiempo muerto (blanking) que está introduciendo no funcione como se esperaba. Con eso quiero decir, que a la salida del H-Bridge, idealmente deberías ver una réplica del tiempo muerto, es decir, deberías ver: +V (última Ton), luego 0V (última Tmuerta), y luego -V(dura Tonelada).

Sin embargo, de la forma en que conduce los MOSFET, verá (seguro con cargas livianas) +V y -V, sin tiempo muerto en el medio, incluso cuando agrega el tiempo muerto en las señales de conducción. La razón es que, sin entrar en más detalles, es que en el tiempo muerto, todos sus MOSFET están APAGADOS, y los dos inferiores tienen su capacitancia de fuente de drenaje cargada a V+ y V- (con cargas de poca luz se necesita un más tiempo para descargarlos). Entonces, un mejor enfoque es encender los dos MOSFET inferiores en el tiempo muerto previsto (dos superiores apagados), y de esa manera definitivamente garantiza que en el tiempo muerto, el voltaje de salida del H-Bridge es 0V. Luego, con un filtro apropiado (es decir, LC), puede obtener el voltaje de salida de CC deseado en el lado secundario del transformador:$N\cdot D\cdot V_P$, donde N es la relación de vueltas del transformador, D es su ciclo de trabajo y Vp el voltaje máximo de la onda cuadrada que sale del puente H. Sin tiempo muerto o muy cerca de ninguno significa (además del disparo) que D se acerca a 1, por lo que no tiene mucho control sobre el voltaje de salida de CC. Entonces, idealmente, podría cambiar D (insertando diferentes tiempos muertos) y, por lo tanto, obtener diferentes voltajes de salida de CC.

Espero eso ayude.

PREGUNTA:

@ Big6, ¿por qué solo se cargarán las capacitancias de los transistores inferiores? También de acuerdo con la ley de Kirchoff, incluso si estuvieran cargados, uno estaría cargado a +Vp y el segundo a -Vp, por lo que el voltaje en el devanado primario debería ser 0 V.

Conduces dos transistores a la vez (en diagonal). Hay dos transistores apagados. Se parece a esto:

Referencia

Dibujé a mano las capacidades de fuente de drenaje para cada MOSFET. Si nota que los transistores que está manejando están acortando su capacitancia y, por lo tanto, el voltaje a través de la capacitancia es 0V durante ese intervalo. Eche un vistazo a los otros dos transistores que están apagados, la diferencia de potencial entre sus capacidades DS es de aproximadamente +V. Ahora, lo que sucede es que en el tiempo muerto, si todos los transistores se apagan, no necesariamente obtiene 0 V en las salidas del puente, y eso se debe a que la salida de su puente es una medida diferencial de los dos drenajes inferiores (uno está cargado a +V y el otro está a 0V, entonces$V_+-0V=+V$). A menos que tenga algo de carga, a través de la salida del puente, durante el tiempo muerto, nada está descargando activamente esas tapas. En condiciones normales de carga, es posible que no lo vea, pero con cargas ligeras, puede verlo.

Eche un vistazo a esta simulación de un puente H sin carga adjunta:

Estoy manejando esos transistores de manera similar a lo que estás haciendo, nota que hay un 2$\mu$Es tiempo muerto para evitar disparos. Esta es la salida que obtengo del puente sin carga:

El 2$\mu$El tiempo muerto que inserté en la señal de entrada no se refleja en la salida.

Si agrego una carga (5$\Omega$), Esto es lo que parece:

Verá que la carga es suficiente para descargar esas capacitancias lo suficientemente rápido como para que pueda ver el tiempo muerto en la salida. Si tuviera que aumentar la resistencia de carga, notará cómo el tiempo muerto se refleja en la salida del puente, pero verá las esquinas redondeadas (como si una tapa se cargara o descargara):

Ahora puede preguntarse por qué esto es importante. Bueno, el tiempo muerto, además de evitar los disparos, también permite tener diferentes anchos de pulso y, por lo tanto, después de rectificar la salida del puente, debe obtener todos esos pulsos en el mismo cuadrante y espaciados como desee. A partir de ahí, las cosas son simples, después del filtrado, su salida de CC debe ser solo el ciclo de trabajo multiplicado por el voltaje máximo de la onda cuadrada.

Si enciende los dos transistores inferiores durante el tiempo muerto, entonces seguramente los nodos desde donde toma la salida del puente estarán en 0V, ya que se extraerá cualquier carga en esas capacitancias inferiores. Hay muchos detalles importantes aquí sobre el tiempo, etc. que he omitido, pero solo quería darle una idea general. Una ventaja más de encender esos transistores inferiores es que la corriente que fluye a través de la inductancia tendrá un camino algo más fácil para fluir en el tiempo muerto, en lugar de solo el diodo del cuerpo MOSFET superior.

Así no es como funcionan los transformadores. Poner una señal de ciclo de trabajo variable de voltaje fijo en el primario simplemente le dará una señal de ciclo de trabajo variable de voltaje fijo en el secundario.

Si desea traducir esa señal secundaria a un voltaje variable, necesitará un tipo de filtro completamente diferente entre el transformador y el regulador.