Buck-Converter in Spice mit Bootstrap-Schaltung

[EGSler (Gast)]

Hallo,
bei meiner Simulation von dem Buck-Converter klappts leider nicht so, 
wie ich das erwarten würde... Am Ausgang liegt praktisch keine Spannung 
an, unabhängig davon, ob die Fets angesteuert werden oder nicht ;/

Ich habe mal mit drei Pfeilen gekennzeichnet, welche Spannungen oben 
dargestellt werden. Der obere Fet wird also wirklich angesteuert, aber 
leitend wird er scheinbar nicht. Ich habe mal V1 von 12 auf 15V erhöht, 
aber dann hängt sich die Simulation nach einer halben Millisekunde 
Simulationszeit auf.

Ich hoffe, mir kann jemand auf die Sprünge helfen, wo es bei mir hängt.

Viele Grüße

[mknoelke (Gast)]

recht merkwürdige Schaltung.
- Kein Elko am Ausgang
- Dein Q1 knüppelt Deine Bootstrap Spg runter (120mA durch Q1 )
- M2 ist sinnlos. D2 übernimmt im leitenden Zustand diese Funktion
- Fette Crossconduction M1 M2 bei der Beschaltung.

Macht nicht viel Sinn weiter ins Detail zu gehen.

[EGSler (Gast)]

- Das soll mal als Stromquelle betrieben werden, daher kein Elko am 
Ausgang
- Das ist ja der Sinn von Q1! Ich möchte das Gate von M1 auf Masse 
ziehen, damit er nichtleitend wird
- Über M2 lädt sich C1 auf die 12V von V1 auf, ich bin aber am 
Überlegen, ob ich im Umkehrschluss vielleicht D2 weglassen könnte...?
- Meinst du mit Crossconduction, dass bei gleichzeitiger Leitfähigkeit 
von M1 und M2 ein Kurzschluss entsteht?

[mknoelke (Gast)]

EGSler schrieb:
> - Das soll mal als Stromquelle betrieben werden, daher kein Elko am
> Ausgang
Aha, mit vollem Schaltregler Ripple ?

> - Das ist ja der Sinn von Q1! Ich möchte das Gate von M1 auf Masse
> ziehen, damit er nichtleitend wird
Schon, aber dazu knüppelt man nicht den Boost Kondensator jedes mal 
wieder leer um ihn gleich danach wieder aufzuladen.

> - Über M2 lädt sich C1 auf die 12V von V1 auf, ich bin aber am
> Überlegen, ob ich im Umkehrschluss vielleicht D2 weglassen könnte...?
Oha, ein Buck Konverter mit Synchrongleichrichtung.
Dazu braucht es aber noch einiges mehr.

> - Meinst du mit Crossconduction, dass bei gleichzeitiger Leitfähigkeit
> von M1 und M2 ein Kurzschluss entsteht?
Ja, das ist die Definition von Crossconduction.

Meine Güte da ist soviel falsch an dem Ding !
Kannst Du das wirklich nicht erkennen ?

Wenn z.B. M2 angesteuert ist und C1 sich auflädt ist gleichzeitig Q1 
geschlossen und versucht zeitgleich über R1 C1 wieder zu entladen.
M2 wird per Gewalt geschlossen weil V3 keinen Innenwiderstand hat und 
die Gate Kapazität von M2 mit 63 Gigamapere runterzieht.
Q1 baut erstmal seine Restladung ab und hat C1 entladen bevor der M1 
aufsteuern kann.

Wozu ist D2 und warum wird die an der Kathode nach jedem Schaltzyklus 
negativ ? Grundlagen des Buck Wandlers.

Du kannst Dir auch ruhig mal die anderen Knotenpunkte in der Schaltung 
anschauen und herausfinden was aus deiner C1 Ladung wird.

Es gibt soviel Literatur zu Buck Wandlern und deren Strom und 
Spannungsverlauf. Les mal was davon.

[EGSler (Gast)]

Aha, ich habe mal M1 durch ein reales Modell ersetzt und siehe da - 
schon läuft die Schaltung! Der Ripple am Ausgang ist tatsächlich höher 
als erwartet, aber eigentlich in einer noch unproblematischen 
Größenordnung. Vielleicht setzte ich trotzdem noch eine kleine Kapazität 
an den Ausgang...

[Julian B. (julinho)]

Der Ausgangskondensator verringert den Ripple und damit Störungen auf 
den nachfolgenden Schaltungsteilen, wenn du nur eine LED oder einen 
Widerstand anschließt, brauchst Du wenig Kapazität. EMV sollte man aber 
nicht unterschätzen.

Bei einem Buck-Konverter ist der Ripple am Eingang aber eher ein 
Problem, den siehst Du aber nicht, weil Deine Spannungsquelle 0 Ohm 
Serienwiderstand hat.

[EGSler (Gast)]

Ich werde dem Eingang auf jeden Fall einen kräftigen Stützkondensator 
spendieren, auf den habe ich in der Simulation verzichtet.