¿Cómo simulo un convertidor dc-dc boost en LTspice?

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Para un laboratorio de circuitos eléctricos tuve que implementar un circuito convertidor de refuerzo dc-dc y tomar ciertas medidas mientras variaba el ciclo de trabajo del pulso aplicado al MOSFET para poder observar la relación entre la tensión de salida y el servicio. ciclo. Desafortunadamente, olvidé medir la entrada actual \ $ i_ {in} \ $ show en el esquema a continuación

dondeL=455uH,C=18,92uFyR_L=0,98137kOhms.Lafuentedevoltajev_inesconstantede5Vdc,mientrasqueelvoltajedePWMalMOSFETesde5Vmax,0Vmin,100kHz,ondacuadradaconciclosdetrabajoquevaríanentre10-90%.

AsíqueahoraestoysimulandoelcircuitoenLTspiceparapoderrecuperaralmenoslosvaloresactualesteóricosendiferentesciclosdetrabajo.

Aquíestálareconstruccióndelcircuito:

Esteeselvoltajequeatraviesolacarga:

Este comportamiento me preocupa porque no se parece en nada a la señal que vi en el osciloscopio en el laboratorio Y cuando varié el ciclo de trabajo de la señal PWM, el voltaje a través de la carga no cambia. El comportamiento experimental, y el comportamiento que estoy tratando de recrear con la simulación, es: 

Duty  Voltage
(%)   (V)
10    6.273
20    8.2296
30    10.884
40    13.03
50    14.55
60    15.3
70    15.898
80    23
90    37

¿Cómo puedo arreglar mi simulación para imitar el comportamiento real que observé?

    
pregunta

2 respuestas

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¿Cómo puedo arreglar mi simulación para imitar el comportamiento real que observé?

A 5 V, con diodo de calidad y MOSFET, con cero pérdidas en el inductor, PWM y condensador, no puedo alcanzar su voltaje establecido de 14.55 V con un ciclo de trabajo del 50%. Así que posiblemente los voltios fueron más altos, la carga fue menor, o alguna otra medida o parásito no se tiene en cuenta. Haga clic para tamaño completo:

Paraobtenerestasimulacióndevalorescercanosalmundoreal,hicelosiguiente:

  • Establezca"Iniciar el voltaje de alimentación de CC externo a 0v" en las opciones transitorias.
  • Reemplazó M1 con un modelo real (haga clic con el botón derecho, "Elegir nuevo MOSFET".)
  • Lo mismo con D1.
  • Aumentó la simulación a 50 ms para ver el valor de ajuste.

El primer y segundo elemento tuvo la mayor influencia. "Comience a 0v" porque esto refleja con mayor precisión el encendido del circuito desde 0v. Sin esto, calcula una solución de CC inicial de estado estable, luego comienza a simular. Y el modelo predeterminado "NMOS" es muy genérico y no funcionó correctamente para esta aplicación. Reemplazar eso con un dispositivo de potencia hizo una gran diferencia.

    
respondido por el rdtsc
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Ese comportamiento es normal. Con un convertidor simple como este, habrá una medida finita de la ondulación. Verifique el cambio real en el voltaje en la forma de onda que adjuntó, varía desde aproximadamente 4.30655 a 4.30663V; .00008V o 80uV.

Es probable que su osciloscopio no se haya acercado lo suficiente como para ver este cambio. A un nivel tan pequeño, los parásitos intrínsecos de los cables y los metales cercanos podrían incluso filtrar una señal de nivel tan bajo incluso más lejos que el osciloscopio.

En lo que respecta al voltaje que no cambia, intentaría construir el circuito en el módulo de circuito incorporado (laboratorio de circuitos). Puede simular el comportamiento. Solo adivinando, tal vez la frecuencia de la PWN necesita ser cambiada.

El MOSFET tiene una resistencia a diferencia de un interruptor ideal, por lo que toma más tiempo para que el inductor se cargue de lo que puede esperar.

También puedes intentar reducir el tamaño del condensador. Esto aumentará la ondulación (que ya es muy pequeña, por lo que ser incluso 10x-100x más grande probablemente esté bien, ¿recuerda una aproximación de ondulación pequeña?) Pero también permite que la tensión de salida aumente más fácilmente, ya que Q = CV, V = Q / C, por lo tanto, cuanto más pequeño sea el límite, menor será la carga por cambio en el voltaje de salida.

    
respondido por el jbord39

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