Почему мой повышающий преобразователь не работает?

Я пытаюсь заставить повышающий преобразователь работать. Это схема:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Тактовый сигнал 12 В и 100 кГц, выходной конденсатор 330 мкФ, и я получил его от выхода блока питания ПК, так что это лучше, чем обычный электролитический конденсатор. Нагрузкой является резистор мощностью 7 Вт, а катушка представляет собой тороидальный индуктор, который я также получил от блока питания для ПК, но я не знаю, сколько это у Генри, и у меня нет индуктометра для измерения. Индуктор примерно такой:

введите описание изображения здесь

Я не могу заставить это повысить входное напряжение 12 В, и полевой МОП-транзистор сильно нагревается даже с большим радиатором на нем. У меня ток от 2А до 3А потребляется от блока питания. Вот форма сигнала на выходе усилителя (диодный катод):

введите описание изображения здесь

Как видите, я получаю пиковое напряжение 24,8 В (линия нулевого напряжения находится на два деления ниже центральной горизонтальной линии), но только пиковое, я не могу получить постоянное повышенное напряжение. В затворе MOSFET сигнал представляет собой идеальную прямоугольную волну 12 В, поэтому проблем быть не должно.

Может ли проблема с нагревом MOSFET быть вызвана тем, что мне нужен диод, встречно-параллельно с MOSFET?

Этот сигнал больше похож на тот, который вы должны увидеть на аноде диода. Вы уверены, что диод не закорочен или не поврежден?
Форма волны на аноде точно такая же, но с более низким пиковым напряжением. Я измерил диод, он не поврежден
Постоянная времени для конденсатора и резистора составляет 8,6 мс. Когда диод выключен (полевой МОП-транзистор включен), конденсатор должен разряжаться через резистор с этой постоянной времени. Но, судя по вашей трассировке, напряжение на катоде почти мгновенно падает примерно с 12 В до примерно 5 В. Таким образом, если конденсатор исправен, диод, вероятно, нет (при условии, что схема точно отражает фактическую схему).
@Andres Как пиковое напряжение на аноде может быть ниже, чем на катоде. Это не может быть правдой.
МОП-транзистор и диод неизолированы на одном и том же радиаторе (диод закорачивается путем подключения стока к катоду диода)?
«катушка представляет собой тороидальный индуктор, который я также получил от блока питания для ПК, но я не знаю, насколько он велик, и у меня нет индуктометра, чтобы измерить его». Это верный способ столкнуться с проблемами! Если у вас нет измерителя, они доступны за 40 евро, и даже без них вы можете измерить площадь сердечника и количество витков и сделать разумную оценку индуктивности и тока насыщения.

Ответы (2)

У вашей тороидальной катушки недостаточно индуктивности для этого приложения, и она насыщается. Это ограничивает количество энергии, которую он может хранить, а также приводит к тому, что ток через полевой МОП-транзистор становится слишком большим.

Попробуйте поставить на выход гораздо меньшую нагрузку (т. е. большее сопротивление для R3) и управлять полевым МОП-транзистором с гораздо меньшим рабочим циклом. Посмотрите, дает ли это лучшие формы сигналов.

Но суть в том, что катушка индуктивности является важной частью любого импульсного преобразователя мощности, и вам действительно нужно знать, что у вас есть, с точки зрения точного значения индуктивности и ее пикового тока. Если вы не можете измерить то, что у вас есть, приобретайте детали с известными характеристиками.

Я действительно ценю прямоту и тон этого ответа.

Как сказал Дейв, ваш индуктор насыщается. У меня была такая же проблема, когда я построил свой Boost MPPT. Я мало знал о насыщенном ядре.

Простое решение: вместо этого используйте порошок железного сердечника. Держу пари, вы использовали индуктор с ферритовым сердечником.

Да, я использовал ферритовый сердечник, я решил это, изменив топологию на полумост, но почему порошковый железный сердечник лучше?
Поскольку он лучше насыщает, пудра делает насыщение практически невозможным.