¿Por qué mi corriente de tierra se ve así (y por qué mi corriente es tan baja)?

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Tengo un circuito RL simple con un MOSFET, como se muestra, con el FET cambiando a 200 kHz y 50% de ciclo de trabajo. Espero, para una tensión de entrada V2 dada, tener una salida de aproximadamente la mitad de la tensión (gracias al ciclo de trabajo del 50%), por lo que en este caso un amperaje promedio de aproximadamente 7.5A. En cambio, el circuito real y mi simulación de especia muestran una corriente de solo ~ 60 mA y un extraño comportamiento de la corriente en la fuente del FET. El FET es un IXFB210N30P3, y el generador de señales es en realidad un controlador PWM y un controlador MOSFET, separados por un optoacoplador.

Lacorrienteatravésdelaresistenciayelinductor,segúnunmodelodeespecia,separecea esto .

peroincomprensiblemente,lacorrienteenlafuenteseparecea this

conpicosdecorrienteenormescuandoelMOSFETcambia,peronohaycorrientecuandoelMOSFETdeberíaestarencendido(dondeverdeeselvoltajedelacompuertayrojoeslacorrientedelafuente,consultelaimagenmásclaraenelenlace).

Enprimerlugar,estoytratandodeentenderporquéhaytanpocacorrienteenelcircuito(unacentésimadeloqueesperaría)ytambiénporquélacorrientedetierranopareceserconsistenteconlacorrienteenelrestodelcircuito. Esto es el aspecto del voltaje de drenaje, con grandes picos de voltaje debido a la inductancia del circuito. Lo descartaría como un error de simulación si no fuera coherente con lo que veo en mi alcance. Me complace adjuntar las lecturas de alcance o el modelo en sí si serían útiles (no estoy seguro de cuál es la política de SE en cuanto a la carga de archivos).

    
pregunta JAustin

1 respuesta

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Los picos de corriente en la Fuente son el resultado de una carga y descarga muy rápidas de la capacitancia Puerta-Fuente. Un circuito realista tendría cierta resistencia en el controlador de la Puerta, entonces los picos de corriente de la Fuente de la Fuente serían más pequeños (y el FET tardaría más en encenderse y apagarse).

La corriente de la fuente en realidad no baja a cero cuando el FET está activado, simplemente se ve así porque 60mA es mucho más pequeño que 10A.

La corriente de drenaje es baja porque la inductancia de L1 disminuye la subida de corriente. Corriente del inductor = voltaje x tiempo / inductancia. A 200 KHz y 50% PWM, el FET está activado para 2.5us, por lo que 15V x 2.5us / 3mH = 12.5mA.

Si el FET tuviera capacitancia cero, la corriente aumentaría hasta 12.5 mA mientras se encendía y caería a cero cuando se apagara. Pero el IXFB210N30P3 tiene una gran capacitancia de salida que suministra corriente al inductor cuando el FET está apagado, lo que hace que continúe aumentando. Finalmente, 'camina' hasta aproximadamente 60 mA, subiendo y bajando por ~ 12.5 mA a medida que el FET se enciende y se apaga.

Reduzca la frecuencia de PWM a aproximadamente 20 kHz y verá que la variación de la corriente aumenta a medida que el inductor tiene más tiempo para permitirlo. La forma de onda actual se convertirá en un diente de sierra, y el inductor resonará con la capacidad de salida del FET para producir un pico de voltaje muy alto cuando el FET se apague.

    
respondido por el Bruce Abbott

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