Jump to content

    

Выброс напряжения на выпрямительном диоде

Здравствуйте, коллеги

Делаю ACDC прямоходовый преобразователь 27В/100Вт. Собираю по частям, проверяя поэтапно правильность схемных решений. Кое-что мне не понравилось, и для сравнения я решил изучить работу имеющегося у меня покупного прямохода 27В/200Вт.

Меня интересовал форма импульса на выходе трансформатора, а точнее размах "звона". Вот напряжение на анодах выпрямительной диодной сборки BYV42Е-200, которое мне удалось запечатлеть в покупном источнике на холостом ходу:

SCR37.JPG.d306ca194b77cf8bdcc1e0b9d49cccb4.JPG

SCR38.JPG.6893d65fc5f79b82e4691b3e1edb53e5.JPG

 

Смотрел как диф.пробником так и щупом с коротким общим (пружинка) прямо на анодах. 

Напряжение подскакивает до 150В. Я так и не понял, что это за диод, и какое у него макс. обр. напряжение, т.к. в даташите нет наименования "BYV42Е-200", а есть "BYV42Е", для которого макс. обр. напряжение составляет 150В, и есть "BYV42ЕB", для которого макс. обр. напряжение составляет 200В... Но даже если 200, то на максимальном сетевом обратное напряжение с учетом выброса будет очень близко к предельному.

С другой стороны, в литературе пишут, что для кремниевых диодов обратный пробой является обратимым, и диод восстанавливается при уменьшении напряжения. Вопрос: можно ли использовать это свойство для срезания выброса, или же восстановление после пробоя происходит медленно, и через диод потечет сквозной ток? 

 

Edited by Zuse

Share this post


Link to post
Share on other sites

Коллега, а сохранять картинки в формате, отличном от BMP Вы умеете? Было бы кстати. И с точки зрения размера вложения, и с сточки зрения наглядности.

По поводу выброса в 150В на аноде диода. Это не опечатка? Ведь это прямое напряжение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если преобразователь выполнен без активного ККМ на входе, то при цикле 0,3 на диоде действительно будет порядка 160В. С корректором обратное снижается до 100В. В цикле 0,45 и с корректором напряжение на диоде будет 70В.

Звон на холостом ходу будет у любого источника. По мере нагруженности паразитный звон в моточных снижается и выше какого-то предела (примерно выше 50%) сходит "на нет". Остаются только ВЧ помехи от фронтов переключения.

2 hours ago, Zuse said:

Вопрос: можно ли использовать это свойство для срезания выброса

Если вы способны поднять штангу 100кг, долго ли вы с ней пробегаете?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Herz said:

Коллега, а сохранять картинки в формате, отличном от BMP Вы умеете? Было бы кстати. И с точки зрения размера вложения, и с сточки зрения наглядности.

По поводу выброса в 150В на аноде диода. Это не опечатка? Ведь это прямое напряжение.

картинки перезалил

Касаемо диода - там сборка двух диодов с общим катодом. Соответственно у закрытого диода, у которого анод связан с общим, обратное напряжение +150 В прикладывается к катоду. На осциллограммах по сути показано выходное напряжение трансформатора.

Edited by Zuse

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 minutes ago, borodach said:

Если вы способны поднять штангу 100кг, долго ли вы с ней пробегаете?

Ну, разработчиков данного БП выброс напряжения на выпрямительной сборке близкий по величине к предельному напряжению почему-то не обеспокоил... Поэтому я и подумал о том, что возможно ввиду малой энергии этих выбросов диод в режиме обратного пробоя сможет их срезать, как супрессор. Вопрос в том: сможет ли он быстро закрываться при снижении обратного напряжения?   

Share this post


Link to post
Share on other sites

(27 В + 1 В) / 45% = 62 В

(150 В – 1 В) / 62 В = 2,4

380 В / 2,4 = 158 В

Итого, 200-вольтовые диоды теоретически годятся, за вычетом энергии индуктивности рассеяния, т.е. качества намотки и размеров демпферов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, демпферы тут тонкая вещь. А на грани фола 200-вольтовые диоды годятся.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Реальное пробивное напряжение у диодов примерно на 25% выше максимального, указанного в даташите. Но вот надеяться на долгую работу в лавинном режиме ультрафаста я бы не стал, слишком нежная у него структура. У меня 15eth06 дохли после нескольких импульсов 800В с ограниченным током 12А и длительностью 70-80нс.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 часов назад, Zuse сказал:

С другой стороны, в литературе пишут, что для кремниевых диодов обратный пробой является обратимым, и диод восстанавливается при уменьшении напряжения. Вопрос: можно ли использовать это свойство для срезания выброса, или же восстановление после пробоя происходит медленно, и через диод потечет сквозной ток? 

Только у некоторых диодов обратный пробой является обратимым. У буржуев - Avalanche, у нас лавинный пробой. Если в datasheet нет упоминания Avalanche Energy или Avalanche Current я бы не надеялся, что он переживет повышение напряжение выше максимального. У вашего согласно этого  datasheet нет лавинного пробоя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, dinam said:

Только у некоторых диодов обратный пробой является обратимым. У буржуев - Avalanche, у нас лавинный пробой. Если в datasheet нет упоминания Avalanche Energy или Avalanche Current я бы не надеялся, что он переживет повышение напряжение выше максимального. У вашего согласно этого  datasheet нет лавинного пробоя.

С другой стороны в datasheet в "Features" значится "Reverse surge capability", что дословно переводится как "возможность обратного всплеска", что имхо намекает на способность диода противостоять импульсным выбросам обратного напряжения, хотя в таблице характеристик импульсное и постоянное напряжения у диода одинаковые - 200 В...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не надейтесь. Диод выбьет при первом же микросекундном импульсе, если в штатном режиме он будет забит "под завязку"

На второй степени при ёмкости bulk 100мкФ подъём напряжения получается примерно 50В. Даже если это даст хотя бы с десяток вольт, трансформированных во вторичную цепь, энергия микросекундного импульса будет намного выше лавинного пробоя типового диода. Третья степень может подкинуть и сотню вольт поверх номинальных.

4 hours ago, kochkuroff said:

Реальное пробивное напряжение у диодов примерно на 25% выше максимального, указанного в даташите. 

Да ещё и сильно гуляет в интервале рабочих температур окружающей среды

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 минут назад, Zuse сказал:

способность диода противостоять импульсным выбросам обратного напряжения

Вы же как бы собираете собственный преобразователь. Не хотите ставить 300-вольтовые кремниевые диоды или хотите поставить 200-вольтовые Шоттки? В чем смысл этого наукоемкого диспута?

Share this post


Link to post
Share on other sites

pwr.thumb.jpg.9ff708f75250e91df198973b688fbfae.jpg

Да, как бы собираю. И обнаружил такой же величины выброс (в процентном отношении к амплитуде импульса) как в покупном БП. На входе трансформатора импульсы без всяких звонов, а на выходе такое непотребство... Пробовал прокладывать между обмотками заземленный на 0VIN экран из медной фольги - ноль результата. Пробовал мотать вторичную обмотку между двумя половинами первичной - ноль результата. Диод конечно можно заменить, но хочется устранить выброс.

В своей разработке частично опирался на данный AppNote:

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8373-D.PDF

в нем рассмотрен прямоход на "косом мосте" 12В/100Вт

И даны осциллограммы напряжений на диодах без снаббера и с оным:

without_snubber.jpg.5424ee98ba095fb3d1bc79dc339f5aeb.jpg

with_snubber.JPG.ed5a88daff8e88a21f60a2e9cef477dc.JPG

 

У меня же со снаббером 22Ом/2200пФ такого благолепия никак не выходит. 

Индуктивность первичной обмотки у меня примерно как в том проекте ~ 10мГн, но коэф. трансформации - 0.33 против 0.1. Т.е. индуктивность вторичной обмотки у меня в 10 раз больше, соответственно больше и индуктивность рассеяния на второй стороне. Возможно, это объясняет разницу. 

Edited by Zuse

Share this post


Link to post
Share on other sites

Двухкаскадный источник 12В 13А, осц на вторичной обмотке. Демпферы 10 нФ + 10 Ом у обоих транзисторов (синхронник)

 

150W-12V.PNG

Edited by borodach

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minute ago, borodach said:

Двухкаскадный источник 12В

всёж-таки 12В, т.е. индуктивность рассеяния вторичной обмотки может быть во много раз ниже, насколько я понимаю 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now