Tam köprü dönüştürücü doğrultucu vuruşları

8kW izole DC / DC dönüştürücü, tam köprü topolojisi oluşturma sürecindeyim.

Diyotlar üzerinde bazı ilginç olaylar görüyorum. Her diyot ters yönlü olduğunda, beklenen DC bara gerilimine düşmeden önce diyot boyunca bir voltaj yükselmesi görülür. Bunlar 1800V hızlı diyotlardır (320nS, iyileşme süresi) ve ani yükselmeler, çıkış voltaj hedefimin çok altında, ikincilde sadece 350VDC ile 1800V'ye çarpıyor. Artan ölü zaman yardımcı olmaz; diyot ters yönde önyargılı olduğunda ve hala aynı büyüklükte olduğunda, tekme hala görünür.

Benim şüphe, çıkış bobini diyotları ölü zaman boyunca ileriye doğru eğimli tutmaktır. Daha sonra, transformatör voltajı diğer yarım döngüde yükselmeye başladığında, diyot, transformatör sargısı boyunca kısa olarak görünecek kadar uzun bir süre tersine çevrilir. Sonra diyot iyileştiğinde, bu akım kesilir ve gördüğüm tekme neden olur.

Birkaç şey denedim. Bir noktada köprüme paralel olarak bir geri dönüş diyotu ekledim. Köprümdeki ile aynı hızlı toplanan diyotları kullandım. Bunun sivri uçlar üzerinde belirgin bir etkisi olmamıştır. Daha sonra köprüme paralel olarak .01 uF'lik bir kapak eklemeyi denedim.

Bu, ani artışları daha yönetilebilir bir seviyeye düşürdü, ancak bu kapağın yansıtılan empedansı, birincil üzerinde önemli sorunlara neden oldu. Snubber kapaklarım iki katına çıktı!

Birkaç olasılık kendilerini sunar:

1) Sorunu yanlış teşhis ettim. Gördüğümü düşündüğümü gördüğümden% 95 eminim, ama daha önce yanılmışım.

2) Senkron bir doğrultucu kullanın. Bununla ters kurtarma sorunları olmamalı. Ne yazık ki, bu güç aralığında tersine engelleme yapan JFET'lerin farkında değilim ve tersine engelleme yapan MOSFET diye bir şey yok. Bu güç aralığında bulabildiğim tek ters bloklu IGBT'ler diyotlardan daha kötü kayıplara sahip.

EDIT: Ben sadece senkron bir doğrultucu doğasını yanlış anladığımı fark ettim. Tersine engelleme FET'lerine ihtiyacım yok; FET'ler drenaj kaynağı uygulayacaktır.

3) Sıfır kurtarma diyotları kullanın. Yine, kayıplar ve maliyet ile ilgili sorunlar.

4) Vuruşları çekin. Bu, genel iş hacmimin% 20'si kadar çok fazla güç tüketecek gibi görünüyor.

5) Diyotlara uygun doyurulabilir çekirdekler ekleyin. Bulabildiğim en büyük doyurulmuş çekirdeklerden ikisi, tekmelerimi zar zor çökertti.

6) Sıfır akım anahtarlamalı rezonant topolojisi kullanın. Bu alanda hiçbir deneyimim yok, ancak birincil akımdaki akım daha sorunsuz bir şekilde değişiyorsa, ikincil voltajın da daha düzgün bir şekilde değişmesi ve diyotların iyileşmesi için daha fazla zaman vermesi gibi görünüyor.

Başka biri benzer bir durumla uğraştı mı? Eğer öyleyse, nasıl çözdün? Düzenleme: burada birincil taraf FET veri sayfası .

FRED'leri kırbaçlamak

Transformatör izolasyonlu voltaj beslemeli dönüştürücüler, ikincilde çınlama gösterir. Zil baskın elemanları ile, devre içinde parazit indüktanslar ve kapasitans-kaynaklanır olacak olan transformatör sızıntı indüktansıdır ( ) ve bağlantı kondansatör ( Cı- j ) köprü diyotlar. Diyot veri sayfası gösterir Cı j 32pF arasında. Ben bir naif tahmin yapmak için gidiyorum L Lk 500nH ki, ama bu gerçekten bilmek ölçülecek gerekecektir. Bu yüzden, 500nH ve 32pF'lik bir LC, kaplanması gereken şeydir.$L_ {\text {Lk}}$$C_j$$C_j$$L_ {\text {Lk}}$

$2 n V_ {\text {in}}$$n$

Farklı voltaj saptırma tipleri vardır; Sıkma, Enerji aktarımı rezonansı ve Dağıtıcı. Sıkıştırma ve rezonant tipleri daha fazla parça ve bu durum için pratik olmadığını düşündüğüm aktif anahtarların bazı katılımlarını gerektirir. Bu yüzden, sadece en basit olanlar ve pasif anahtarlarla (diyotlar veya senkron doğrultucular gibi) iyi çalıştıkları için sadece enerji tüketen snubberleri kapsayacağım.

Ben ele alacağım dağıtıcı snubber şekli, her köprü diyotuna paralel yerleştirilmiş bir seri RC'dir.

RC nemlendirme snubbers hakkında bazı gerçekler:

• $R_d$
• $C_d$$P_ {\text {Rd}}$$C_d F V^2$$C_j$

Bazı talimatlar ve RC nemlendirme snubbers ile neler beklenir:

• $L_ {\text {Lk}}$$C_j$$R_d$$C_j$

• $C_d$$3 C_j\leq C_d\leq 10 C_j$$C_d$$3 C_j$$1.5 n V_ {\text {in}}$$C_d$$10 C_j$$1.2 n V_ {\text {in}}$

• $C_d$$10 C_j$

$P_ {\text {Rd}}$

• $C_d$$3 C_j$$P_ {\text {Rd}}$$C_d F V^2$
• $C_d$$10 C_j$$P_ {\text {Rd}}$$C_d F V^2$

$C_d$$10 C_j$

Bu klasik bir saplama problemidir. Bir diyot anında iletimden bloklamaya geçemez; PN eklemindeki yükün süpürülmesi gerekir ve her diyot boyunca bir RC snubber buna yardımcı olmalıdır.

Endüstriyel yumuşak yol vericiler tasarlıyordum ve orta gerilim ünitelerinde bu özel açıdan çok fazla tasarım çalışması yaptık. Bu özel sektörde çalıştığımdan bu yana uzun zaman geçti, bu yüzden snubber değerlerini hatırlamıyorum, ancak muhtemelen 0.1 uF ve belki 49 ohm ile başlıyorum ve oradan nerede sallanmaya başladığını görüyorum.

60A ters kurtarma akımı! (veri sayfasından) Bu bir yere gitmeli ...

Andrew Kohlsmith gibi, ilk düşüncem her diyotta bir RC snubber olurdu, ancak benzer güçte emsalleri bulamadığınız sürece bunu cevaplamakta isteksizim. Andrew bu kararı verecek deneyime sahip gibi görünüyor; endüstriyel güç üzerinde çalışmadım, yapmıyorum!

Ancak bazı sayılar çalıştıralım: ileri akımınız 25A (8kw, 350V) gibi bir ortalamaya sahip olacağından, Irm için aynı değeri kullanalım - 25A * Trr = 230ns, 0,1 u kapasitör şarj edecek 5.75 uC'lik bir ballpark depolanmış şarj veriyor daha yönetilebilir bir 57V. Ancak 25A * 49R biraz yüksek (!) - bu kaba hesaplama, snubber direnci için bir başlangıç ​​noktası olarak 49 yerine 4 ohm (hatta 2) önerecektir.

Tekrarlıyorum: Endüstriyel güç üzerinde çalışmadım, bu yüzden sayıların bana söylediği şey bu. Bu sayılarla Andrew'un yorumunu takdir ediyorum.