La simulación del conversor Boost se está frenando

La topología básica se ve bien, por lo que los problemas probablemente se deben a los detalles de la implementación. Ya que nos diste algunos detalles, solo podemos hacer algunas conjeturas:

1. El FET no está siendo conducido muy lentamente. El tiempo total de transición debe ser una pequeña fracción del período de pulsación. Por ejemplo, si el oscilador está funcionando a 100 kHz, entonces el período de pulso es de 10 µs, y el tiempo de transición de conmutación debe ser pequeño en comparación con eso. Si el voltaje de la compuerta toma más de 1 µs (en este ejemplo) para pasar de alto a bajo o de bajo a alto, eso no es bueno.

   Los FET tienen una capacitancia de compuerta significativa, por lo que se necesita un gran impulso de corriente para cambiar la compuerta de un estado a otro. La salida digital probablemente solo pueda generar o hundir unos pocos 10 mA.

2. Estás utilizando una frecuencia demasiado alta. Esto funciona junto con # 1. Cuanto más rápido sea el oscilador, más rápida será la transición de la puerta para mantener el FET completamente encendido o completamente apagado la mayor parte del tiempo.

3. A este bajo voltaje realmente debería estar usando un diodo Schottky, no el diodo de silicio ordinario que muestra. Hay dos razones para esto. Los diodos Schottky tienen una caída hacia delante más baja y un tiempo de recuperación inversa muy rápido. La caída hacia delante más baja ayuda con la eficiencia. El rápido tiempo de recuperación inversa es muy importante ya que el FET está cortocircuitando la salida durante el tiempo de recuperación. Eso realmente late en el FET y el diodo.

4. 2 mH parece muy grande. Nuevamente, no sabemos su velocidad de conmutación o el requerimiento de corriente de salida, pero los inductores tan grandes tendrán una resistencia en serie significativa.

5. El ciclo de trabajo no está optimizado. Para un interruptor y diodo ideal, la tensión directa en el inductor será de 12 V y la tensión inversa de 16 V. La longitud de las fases de activación y desactivación debe ser inversamente proporcional a esas, respectivamente. Nuevamente, usemos la frecuencia de conmutación de 100 kHz como ejemplo. Eso te da 10 µs para todo el período. Usted quiere que 16 partes de eso estén encendidas y 12 partes apagadas, lo que significa 5.7 µs encendidos y 4.3 µs apagados. Dado que habrá algunas ineficiencias y pérdidas, en la práctica, el tiempo de activación será un poco más relativo al tiempo de desactivación que la relación puramente teórica de 16/12.

Un análisis breve y aproximado: -

A partir de una verificación superficial de los valores alrededor del 555, está utilizando aproximadamente una frecuencia de conmutación de 2 kHz. Con un ciclo de trabajo de 50:50, el tiempo de carga del inductor es, por lo tanto, de 250 us.

Es un inductor de 2 mH y está aplicando 12 voltios a través de él para 250us. De la ecuación del inductor, di / dt = 6000 amperios por segundo (12V / 2mH). Por lo tanto, después del 1º de 250us, esperaría que la corriente en el inductor aumentara a 1.5 amperios.

En este punto, la energía en el inductor será (la mitad de LI ^ 2) = 2.25 mili julios. Esta energía se transfiere 2000 veces por segundo y esto, como mínimo, equivale a una potencia de 4,5 vatios para la carga. Esto aumentará si el inductor no está completamente descargado de su energía porque el conmutador entrará en modo continuo (como lo hace normalmente)

Debido a que la carga es 10kohms, el voltaje a través de la carga para esta potencia mínima es de aproximadamente 212 voltios (potencia = voltios ^ 2 / R). ¿Es esto aproximadamente lo que esperas?

Dice que necesita 28 voltios, por lo que ahora asumo que su ciclo de trabajo es mucho menor que el 50%, tal vez más como un 5% con un 95% de descuento, ¿esto es lo que está produciendo con el temporizador 555?

Si no, ha cometido un error en los valores alrededor del 555 y debería solucionarlo.