Uw boost werkt in discontinue geleidingsmodus of DCM (inductorstroom gaat naar nul bij elke schakelcyclus). De inschakelduur wordt een functie van zowel de belasting als de inschakelduur. Als u de belasting, de inductorwaarde of de schakelfrequentie verhoogt, bereikt u een punt waarop u uw regeling ziet waar u deze verwacht - dit wordt CCM of continue geleidingsmodus genoemd. De inductorstroom zakt niet tot nul, maar stroomt continu. Uw duty cycle-formule is hier geldig.

20 kHz is erg traag voor een boost-omzetter. 14A piekspoelstroom is ook onrealistisch. De meeste PFC-boostconverters werken van 70 tot 100 kHz. Lagere frequentieomvormers hebben over het algemeen grotere smoorspoelen nodig. Als je CCM op 20 kHz wilt bereiken, heb je een veel grotere boost-inductantiewaarde nodig. Probeer 470uH in je simulatie en je zult zien dat de spanning dichter bij 12V komt. (Als u een controller in uw model had, zou deze automatisch de inschakelduur aanpassen om 12V te bereiken, ongeacht de CCM- of DCM-werking).

Omdat uw converter zo zwaar op DCM is ingesteld, lijkt de spanning van het schakelpunt op de uitgangsspanning. Als je dichter bij CCM komt, zie je een duidelijker beeld.

Voor deze simulatie is de condensator zo gedimensioneerd dat de inschakelspanning (veroorzaakt door de belasting) niet te groot is. In het echte leven zijn er andere parameters die ertoe doen (algehele lusstabiliteit, rimpelstroom en levensduur) waarmee u rekening moet houden, samen met de juiste MOSFET-keuze, omgekeerd herstel en zachtheid van de boostdiode ...

Met de componentenwaarden die je hebt geselecteerd is het inderdaad geschikter om met de 200 kHz frequentie te draaien. Zelfs bij 200 kHz vind ik dat een geschiktere uitgangscondensator meer op 33 of 47 uF lijkt.

Als u een ideale inductor gebruikt zonder gespecificeerde equivalente serieweerstand, zou ik u aanraden een van de realistische inductoren uit de LTSpice-bibliotheek te proberen, zoals de Coiltronics CTX10-3. Die heeft een DCR van 0,028 ohm. Dat zal helpen om de aanvankelijke piek van de opstartstroom te verminderen.

Merk ook op dat een realistisch ontwerp met een echt schakelende VR-controller een softstartfunctie zou hebben die de PWM-duty-cycle geleidelijk op zijn werkingsniveau brengt zonder de enorme initiële piek. Ook zou een controller de uitgangsspanning via een verdeler bewaken en deze vergelijken met een referentie om de PWM-duty-cycle continu aan te passen en zo de uitgangsspanning te regelen.

Ik heb ook problemen gehad met dit circuit in LTspice. Ik denk niet dat mijn probleem precies hetzelfde was als het jouwe, maar dit is het enige goede resultaat bij het zoeken naar "ltspice boost converter", dus ik zal mijn antwoord hier plaatsen.

Dit zijn de dingen die ik deed fout:

1. Ik heb het generieke "nmos" -model gebruikt. Het lukt niet. Ik weet niet waarom, maar het lijkt erop dat het een heel hoge weerstand heeft, zelfs in de aan-staat, wat raar is. Hoe dan ook, de manier om het probleem op te lossen is door de generieke nmos te plaatsen, er met de rechtermuisknop op te klikken en op "Kies nieuwe transistor" te klikken en er vervolgens een te kiezen uit de lijst, bijv. IRFP4667.

2. Mijn filtercondensator was veel te groot. Dit betekent dat de uitgangsspanning in de orde van seconden nodig heeft om tot rust te komen (prima in het echte leven, maar vervelend in een simulatie).

Hier is mijn laatste circuit:

Details (waarschijnlijk niet kritisch):

• Ik heb de 5V-spanningsbron een serieweerstand gegeven van 1 ohm.
• De inductor heeft een serieweerstand van 6 ohm.
• Pulstreinparameters zijn Ton = 8us, Toff = 2us (T = 10us; 100 kHz).

Als iedereen weet waarom het standaard nmos-model niet werkt, laat het me weten!

U zei: "Ik wilde een tergend eenvoudig boost-convertercircuit bouwen". Ik wilde hetzelfde doen, en ik heb menig Joule Thief in LTSpice gebouwd, en ik heb het in dezelfde categorie geplaatst - De Joule Thief is echt een zelfoptimaliserende boost-converter, vermomd als een hobbyistencircuit, maar ik heb een veel over boost-converters door het stappen van de Joule Thief-parameters. En omdat het zichzelf optimaliseert, doet het bijna altijd something en geeft het je een idee van hoe elk aspect van het circuit de dingen beïnvloedt. Hier is een Joule-dief waarmee je kunt rotzooien:

Dus dat is een manier. Maar ...

Als je Joule Thief-experimenten in LTSpice wilt koppelen aan een receptachtige benadering, zoek dan een paar van de 34063-datasheets op zoals deze MC34063A van ON Semi. Er is een tabel met formule-recepten voor de boost-omzetter, buck-omzetter en omgekeerde boost-omzetter.

Hier is het schema voor de boost-converter:

En hier is de formuletabel, die stap voor stap van boven naar beneden moet worden gevolgd:

Als je het spelen afwisselt met deze twee richtingen, denk ik dat je jezelf wat van die intuïtie kunt 'leren' die je wilt krijgen.

Ik kon geen MC34063 vinden in de LTSpice-bibliotheek, maar je kunt de oefening vanaf de tafel doorlopen en dan een Joule Thief of een andere boost-converterchip uit de LTSPice-bibliotheek halen en de componenten van een bepaald scenario aansluiten gegeven, en het zou dicht moeten zijn bij wat je wilt, en dan kun je het aanpassen. HTH.