부스트컨버터 설계(7) P-spice 시뮬레이션

<2/2 수정사항>

MOSFET 소자 IRF150 사용하면 안됨 -> NM 사용

다이오드 D1N3940 사용하면 안됨 -> DRFD 사용

출력단 커패시터는 좀더 넉넉하게 -> 리플 최대한 안나오도록! DC값에 가깝게 만들어야 한다.

입력단 커패시터는 지우기 -> 입력이 vdc 이므로 디지털 설계에선 불필요함. (아날로그에서만 사용)

입력 vdc와 출력단 커패시터 쪽으로 diode + R 추가해주기. (커패시터 초기 충전이 필요함)

pwm 출력 단자에 저항소자 추가. <-이유가 뭘까??

 

nm, drfd 둘다 허용 전류, 전압 값 등 최대로 높여놔서 시뮬레이션 돌리기 용이한 모델로 보인다.

수정한 회로는 따로 포스팅 할 예정.

 

---

 

1차 설계

V1: pwm 출력전압특성 입력 -> 10V, D=50%

MOSFET M1: 기본제공 라이브러리 IRF150 사용 (max: Vds 100V, Id 40A)

커패시터 C1: 303.84nF 이상 필요 -> 400nF 설정 (소자 값 입력시 400n만 입력해야 제대로 시뮬레이션 돌아감)

인덕터 L1: 359uH 근처면 ok

다이오드 D1: 일반 다이오드 D1N3940 적용 (max: 600V, 30A, 평균2A까지)

부하 R1: 57.595옴

---

<전압측정결과>

 

pwm 출력전압 0-10V 구형파, D=50% 맞음

FET Vds (drain-source) 최대 약 30V까지 인가됨

mosfet 소자를 제대로 사용하지 않았기 때문에 전압 값에 문제가 생겼다는 걸 알게됐다. 뾰족뾰족 저거 뭐야... 디지털설계라고해서 아무거나 가져다가 쓰면 안된다는걸 깨달음. 아무거나 쓰려면 허용 전류, 전압 등등 모든 사양이 완전하게 넉넉한 소자를 사용해야함 (NM)

 

인덕터 전압 (파랑 : 12-Vmosfet) +12v ~ -16v 왔다갔다 함

MOSFET때문에 생긴 뾰족뾰족이 인덕터에도 그대로 보인다...

 

다이오드에 걸리는 전압(파랑) MOSFET이 on일때 -30v 인가된다.

역시 다이오드도 망함. 뾰족뾰족 다메다메

 

부하에 인가되는 전압 Vo 평균 약 23V, 리플 약 3V

부하전압은 리플 개심각. (뾰족뾰족은 역시나 FET 때문이다. 아무리 커패시터 용량을 늘려도 사라지지 않는다.)

---

<전류측정결과>

 

pwm 출력전류 0.5A ~ -0.5A 왔다갔다

인덕터에 흐르는 전류 평균 약 0.9A, 리플 0.2A -> 이론값과 다르다. (평균 0.4A, 리플 0.16A)

인덕터 전류값은 아무래도 이론 계산이 틀린 것 같다. 다시해봐야할듯.

 

MOSFET I(D) 전류.. 약 30A 가량 튀는게 보인다.

다이오드에 흐르는 전류... 이래도 되나? off일때만 흐르긴 하는데 너무 튀는 현상이 심한듯. 용량이 넉넉한걸 써야하려나

출력전류 Io 평균 0.4A, 리플 0.1A : 이론값이랑 일치함

---

<생각해볼점>

전체적으로 전류그래프에 발진이 엄청난 것 같다. 이를 줄일 수 있는 방법을 좀 생각해봐야겠다. 전류가 너무 불안정해서 소자에 무리가 갈 것 같다.

gongelectric.tistory.com/50

부스트컨버터 설계(3) 발진 해결

+ 이론 그래프와 모양이 다를 경우 기본적으로 소자를 제대로 사용했는지 확인하도록 하자.