Warum steigt die Spannung am MOSFET (VDS) an, selbst wenn die Spannung am Gate (VGS) konstant ist?

Es folgt das Screenshot-Schema für einen von Buck abgeleiteten isolierten DC/DC-Halbbrückenwandler in LTSpice.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Im folgenden Diagramm ist zu sehen, dass beim Ausschalten des unteren Schalters die Spannung an ihm (lila) auf einen maximalen Wert ansteigt, und dies ist sinnvoll, da die Spannung an einem Schalter im ausgeschalteten Zustand maximal ist. Wenn der obere Schalter eingeschaltet wird, beginnt die Spannung darüber zu steigen (gelb), aber die Spannung über einem Schalter ist Null (Minimum), wenn er eingeschaltet ist. Zuerst denke ich, dass dieser Anstieg von VDS auf eine Abnahme von Vg zurückzuführen ist, wenn sich der Bootstrap-Kondensator entlädt. Aber als ich die VGS (grün) aufgetragen habe, ist sie im Wesentlichen konstant weit über dem Schwellenwert. Meine Frage ist, wie sich der VDS ändern kann, wenn VGS konstant ist? Warum ändert sich die Spannung am oberen Schalter (mit VGS = 0 V) ​​auf Null, wenn der untere Schalter ausgeschaltet wird, wie im Diagramm hervorgehoben?

Induktivitäten werden mit der Beziehung berechnet   S Q R T ( L P / L S ) = 1 / N ) wobei n das Windungsverhältnis ist, von dem ich angenommen habe, dass Ls 1 uH ist, und dann wird Lp gefunden

Hier sind die zugehörigen Simulationsdateien

Diagramme der obigen Simulation

Antworten (1)

Ihre Schaltfrequenz beträgt 40 kHz und die Induktivitäten betragen 1 uH. Wenn Sie die Ströme in den Schaltern untersuchen würden, hätten Sie eine Offenbarung. Ändern Sie sie beispielsweise auf 100 uH und beobachten Sie die Magie. Wie hast du sie berechnet, btw?

Versuchen Sie auch, beim Zeichnen des Schaltplans etwas ordentlicher zu sein, zumindest zu Präsentationszwecken - es ist mühsam, alle Verbindungen herauszufinden, wie sie jetzt gezeichnet werden, und dies ist ein kleiner Schaltplan.

Der Einstieg in das Transformatordesign würde bedeuten, ein ganzes Kapitel des Ungetüms Elektronik zu diskutieren. Stattdessen ist hier ein Dokument, das die Zeit überdauert hat (Gott sei Dank): Designing Magnetic Components for High Frequency DC-DC Converters (eine Suche sollte dies in den ersten Ergebnissen zeigen). Wie gesagt, es gibt noch weitere Application Notes zum Thema, frei im Internet verfügbar, die Sie gerne selbst recherchieren können.

Sie sprechen von den Transformatorinduktivitäten, richtig? Ich füge die Beziehung zu ihrer Berechnung hinzu, indem ich die Frage bearbeite.
Das ist eine relative Beziehung zwischen ihnen. Mit anderen Worten, sie liegen beide um den gleichen Faktor falsch. Siehe vorgeschlagenes Experiment in dieser Antwort.
@SohailAhmed Während das Engineering Annahmen impliziert, ist das, was Sie getan haben, sehr falsch. Der Wert der Induktivität für den Transformator basiert auf E/A-Spannungen, Strömen und Stromwelligkeit, die alle den Kern nicht sättigen sollen. Da Sie (in der Simulation) mit Luftkernen arbeiten, können Sie die Sättigung weglassen, aber nicht den Rest. Der Transformator ist ein integraler Bestandteil des Designs, Sie können nicht einfach würfeln und erwarten, dass die Dinge funktionieren. Es gibt viele Anwendungshinweise zu solchen Dingen. Lesen Sie sie am besten, bevor Sie fortfahren.
@aconcernedcitizen Könnten Sie bitte etwas mehr darüber sagen, was ich getan habe, ist sehr falsch, warum? Warum ist diese Annahme der Induktivität nicht gut, da sie die Beziehung zum Spannungsverhältnis erfüllt? Ich kenne die Beziehung zwischen Welligkeitsstrom und Induktivität, aber das gilt für die Filterinduktivität. Könnten Sie bitte eine gute Referenz geben, wo diese Dinge gelernt werden könnten. Ich bin Anfänger in der Konstruktion von Induktivitäten und Transformatoren und Schaltnetzteilen und. Könnten Sie bitte eine gute Referenz angeben, die sich auf den Aspekt bezieht, auf den Sie sich beziehen. Deine Hilfe ist sehr Willkommen.
Könnten Sie bitte die Antwort mit diesen Fragen aktualisieren. Vielen Dank für Ihre Zeit und Hilfe.
@SohailAhmed Ich habe die Antwort aktualisiert.
@aconcernedcitizen Vielen Dank für Ihre Antwort, der obige Link funktioniert nicht
@SohailAhmed Das war ein temporärer Link, den ich übersehen habe, aber wenn Sie nach diesem Papier suchen, werden Sie es höchstwahrscheinlich finden. Haben Sie in der Zwischenzeit weitere Anwendungshinweise gefunden?
Warum steigt die Spannung am MOSFET (VDS) an, selbst wenn die Spannung am Gate (VGS) konstant ist?
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