Convertidor LC de corrientes y tensiones no sinusoidales

Question

He simulado un convertidor LC con una frecuencia de conmutación estática muy baja, de 300 Hz. Esperaba que la corriente en C1 y L2 tuviera una forma sinusoidal, pero en su lugar es casi una onda cuadrada. También hay una oscilación en el voltaje Vnode de 75 kHz.

En la FFT de I(C1) se observa que la frecuencia fundamental está en la frecuencia de resonancia de C1/L2 de 300 Hz.

Como en los convertidores LC o LLC esperaba una forma de corriente sinosoidal. ¿Es mi expectativa errónea o he hecho algo mal con la simulación?

LTspice Netlist:

C1 N002 Vnode 1.41m
D2 N003 Vout+ 1SR154-600
D4 N001 Vout+ 1SR154-600
C2 Vout+ 0 3000µ
R1 Vout+ 0 200
L2 N002 0 0.2m
L3 0 N003 0.1m
L4 N001 0 0.1m
V3 Vsource 0 100
V4 Vg_HS Vnode PWL REPEAT FOREVER (0 5 0.00157 5 0.0016 0 0.00327 0 0.0033 5) ENDREPEAT
V5 Vg_LS 0 PWL REPEAT FOREVER (0 0 0.00163 0 0.00165 5 0.003247 5 0.00325 0 0.0033 0) ENDREPEAT
M1 Vsource Vg_HS Vnode Vnode IRFH5020
M2 Vnode Vg_LS 0 0 IRFH5020
.model D D
.lib C:\Users\hamsn\Documents\LTspiceXVII\lib\cmp\standard.dio
.model NMOS NMOS
.model PMOS PMOS
.lib C:\Users\hamsn\Documents\LTspiceXVII\lib\cmp\standard.mos
.tran 75m startup uic
K1 L2 L3 L4 1
.backanno
.end

Answer 1

2 malos errores.

1. Su transformador tiene una inductancia de bobina primaria demasiado baja. La corriente primaria crece a un ritmo increíble hasta el máximo que permite el mosfet con el accionamiento Vgs dado. Eso sucede incluso con nada conectado al secundario y eso es lo que ves.

2. Cargas (o intentas cargar) el condensador de salida C2 sin inductor en serie. Es un cortocircuito que en la práctica haría explotar fácilmente los fets o el rectificador o ambos en el arranque (suponiendo que el transformador fuera funcional). Las partes simuladas generalmente no se queman, por lo que no se huele nada cuando se ejecuta la simulación.

Mi sugerencia: Aprende los principios de diseño de los convertidores de CC a CC de avance y vuelve a empezar desde el principio. Ahora usted está a la deriva totalmente fuera de la carretera.