El tiempo de cambio del MOSFET calculado no concuerda con los resultados esperados

Bueno, el tipo que escribió ese comentario es un idiota. Lo que debería haberse expresado más claramente fue que a una frecuencia de conmutación de 30 kHz, la energía gastada para simplemente cambiar el MOSFET es probablemente de aproximadamente 1 mA (de los 100 mA que está midiendo en la entrada) . Esto fue en respuesta a la versión original de la respuesta que decía que todos se estaban usando 100 mA para cambiar la puerta MOSFET. Esto es diferente de la magnitud de pico de la corriente de la unidad de puerta, que depende en gran medida de su salida 555.

Entonces, en la cifra del tiempo de cambio de 1-2 µs ... fue una suposición porque no había formas de onda de osciloscopio. Es increíblemente difícil solucionar algunos circuitos (o algunos modos de "falla") sin ningún osciloscopio a través de Internet. Sigo pensando que un mal tiempo de cambio es una conjetura razonable (y quizás 1-2 µs es un poco alto, pero es una estimación que está dentro de un orden de magnitud). Tenga en cuenta que puede prolongar efectivamente su tiempo de conmutación más allá de las especificaciones de diseño si el MOSFET oscila durante la conmutación.

La saturación de corriente del inductor también es una conjetura razonable, y un análisis adecuado de la corriente de ondulación para un convertidor elevador realmente respondería si el inductor tiene el tamaño adecuado.

@Autistic señala que el diodo, como se especifica, es un 1N4004, que es una opción terrible para un convertidor de modo conmutado. Los diodos lentos no se apagan rápidamente, lo que significa que la salida está descargando a través del diodo en el MOSFET de potencia . Obviamente, esto es malo, así que presta atención al tiempo de recuperación inversa de un diodo cuando seleccionas uno.

El sistema también puede ser inestable en una configuración sin carga, ya que deberá tener una operación de modo de corriente discontinua para mantener el voltaje. Estas son cosas que pueden salir mal, y sin información suficiente, todo lo que podemos hacer es lanzar cosas a la pared y ver qué se pega. Creo que estábamos buscando 90 mA de residuos de entrada o menos.

A tus ecuaciones:

En primer lugar, sé honesto con tus números (o preocupate cuando empieces a establecer variables importantes en cero). Es posible que no tenga una resistencia en serie entre la salida 555 y la compuerta MOSFET, pero eso no significa que la resistencia de la unidad externa sea 0Ω. El fotón señala que la clasificación actual para una salida de 555 es de 200 mA, lo que da un optimismo de 45Ω. La resistencia de la puerta interna parece razonable.

Lo siguiente que debes mencionar es que la ecuación que mencionas (que es la ecuación 17 en la nota de la aplicación vinculada ) es solo el tiempo de conmutación para la corriente de drenaje ! Tenga en cuenta que la ecuación 18 cubre la conmutación de voltaje y que el tiempo se agrega a su tiempo de conmutación actual. Comprenda que esto es para una configuración comúnmente llamada "carga inductiva sujeta", es decir, un inductor con una ruta de retorno de diodo. Mire la Fig. 4-6 en esa nota de la aplicación y asegúrese de que comprende lo que está sucediendo y por qué: no es intuitivo para muchas personas.

Ahora, con la esperanza de que se hayan eliminado la mayoría de los conceptos erróneos, veamos el tiempo de cambio real de las ecuaciones 17 y 18, con números. Usaré sus números, con las siguientes excepciones:

• Rg_app = 45Ω (probablemente bajo, pero vamos con eso)
• Qgd_d = 21nC (estimado a partir de la Fig. 6 en la hoja de datos MOSFET, curva de 200 V)
• Vf_d = 0V (Vds_off > > Vf_d)
• Vf = 0V (Vds_off > > Vds_on)
• Vds_off = 170V (asumiendo una condición de estado estable), Ciss = 1.25nF

\ $ t_ {ir} = (R_g + R_ {gext}) C_ {iss} \ ln (\ dfrac {g_ {fs} (V_ {GSAPP} -V_ {th})} {g_ {fs} ( V_ {GSAPP} -V_ {th}) - I_ {DS}}) = 4.5ns \ $ \ $ t_ {vf} = \ dfrac {Q_ {gdd} V_ {DS} (R_g + R_ {gext})} {V_ {DS} (V_ {GSAPP} - \ dfrac {I_ {DS}} {g_ {fs }})} = 134ns \ $

Esto da un tiempo total de activación de aproximadamente 140 ns, si nuestras suposiciones son válidas y todo va bien. Tenga en cuenta que incluso en la nota de la aplicación, la tvf calculada era 1/3 de la tvf medida. Lea lo que dice la nota de la aplicación sobre sus cálculos. Además, lea el artículo de wikipedia sobre convertidores de refuerzo , que ayudará a comprender el sistema. Y, por último, no uses un 555. Hay cientos de alternativas mejores para lo que quieres hacer que no son hacks que funcionarán mejor.