Jump to content

    
Sign in to follow this  

Recommended Posts

делаю блок питания для заряда емкости 5600 мкФ до 300 вольт. Зарядный ток примерно 200 мА, на данном этапе Uвх = 250 В, дальше будет выпрямленная сеть 220. Первичная обмотка - 650uH, вторичная - 2000 uH (k=0.56). Частота - 100 кГц. Вроде бы все работает, но периодически выгорает выходной диод, а затем через 5-10 секунд сгорает вся плата (один раз даже успел выключить, и плата осталась жива). Сейчас использую диод HER308 (на большее напряжение в наших краях не купишь). При входном 250 расчетное напряжение на нем должно быть примерно 800 В. Вопрос такой, на какой диод его можно земенить или можно ли соединить несколько последовательно?

 

На картинке импульсы на затворе (желтый) и на вторичной обмотке (синий)

post-4425-1217511699_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

ХЗ, однако.. Похоже, токи у тебя все-таки прерывистые. Это лучше.

Большое обратное напряжение на диоде. Он греется? Мож., у тебя этот резонансный звон закачивает энергию в диод, с пробоем, он и горит. Полезно поставить RC снаббер параллельно диоду. Что касается соединения последовательно, - параллельно каждому посл. диоду ставишь тоже RC-цепь. Кстати, HER108 лучше, у него емкость меньше и соотв. потери на звон.

Может, стоит взять транзистор потяжелее, напр. IRFBG20,30, и уменьшить киличество витков вторичной обмотки. Т. о., напряжение на диоде уменьшится, звон тоже.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ХЗ, однако.. Похоже, токи у тебя все-таки прерывистые. Это лучше.

Большое обратное напряжение на диоде. Он греется? Мож., у тебя этот резонансный звон закачивает энергию в диод, с пробоем, он и горит. Полезно поставить RC снаббер параллельно диоду. Что касается соединения последовательно, - параллельно каждому посл. диоду ставишь тоже RC-цепь. Кстати, HER108 лучше, у него емкость меньше и соотв. потери на звон.

Может, стоит взять транзистор потяжелее, напр. IRFBG20,30, и уменьшить киличество витков вторичной обмотки. Т. о., напряжение на диоде уменьшится, звон тоже.

 

Токи прерывистые только на этой картинке, осцилограф тормазит с сохранением. Конденсатор заряжается 5-10 секунд, естественно вначале ток непрерывный и звон гораздо больше. При таком высоком напряжении RC демфер будет жрать 20 Вт.

 

Соединил диоды последовательно, как и стоило ожидать напряжение на 2 не поделилось, поделилось примерно 1 к 4, что в данном случае не спасает.

 

Диод не греется.

 

И такой вопрос - есть ли какой-нибудь смысл применять в данной топологии диод Шотки на карбиде кремния с нулевым временем восстановления? Фирма Cree такие до 1200В выпускают.

 

 

Вот еще интересный диод:

http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/9343.pdf

Что у него за время прямого восстановления?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Написано ведь, 75 нс. примерно как HER108. Но точему прямое восстановление 500 нс - ума не приложу.

Насчет демпфера. Если в нем 47 пФ - при 800 В, 100 кГц получается 3 Вт, RCD - 1,5 Вт. Мож., и хватит.

Возьмешь HER108 - емкость будет меньше, соотв. емкость и моща демпфера меньше. При последовательном соединении диодов вымерять что-либо между ними продлематично, поскольку там емкость маленькая, сравнима с емкостью щупа осциллографа. У тебя напряжение поделилось 1:4 - получается, емкость одного диода в 4 раза больше, чем другого. Поменяй их местами - думаю, емкостью они тоже поменяются :). RC цепи на посл. диодах должны выровнять их напряжения.

Частоту желательно снизить. Зачем тебе такая высокая? Мощность-то небольшая.

Чтобы сохранить режим прерывистых токов, можно делать частотно-импульсную модуляцию. Импульс обрезать по пиковому току ключа, и не запускать следующий, пока напр. обратного хода на обмотке не пропадет.

SiC шотки - вещь хорошая. Однако кремниевые шотки гибнут с одного импульса пробоя. Думаю, с этими так же. Так что снуббер необходим.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Написано ведь, 75 нс. примерно как HER108. Но точему прямое восстановление 500 нс - ума не приложу.

Насчет демпфера. Если в нем 47 пФ - при 800 В, 100 кГц получается 3 Вт, RCD - 1,5 Вт. Мож., и хватит.

Возьмешь HER108 - емкость будет меньше, соотв. емкость и моща демпфера меньше. При последовательном соединении диодов вымерять что-либо между ними продлематично, поскольку там емкость маленькая, сравнима с емкостью щупа осциллографа. У тебя напряжение поделилось 1:4 - получается, емкость одного диода в 4 раза больше, чем другого. Поменяй их местами - думаю, емкостью они тоже поменяются :). RC цепи на посл. диодах должны выровнять их напряжения.

Частоту желательно снизить. Зачем тебе такая высокая? Мощность-то небольшая.

Чтобы сохранить режим прерывистых токов, можно делать частотно-импульсную модуляцию. Импульс обрезать по пиковому току ключа, и не запускать следующий, пока напр. обратного хода на обмотке не пропадет.

SiC шотки - вещь хорошая. Однако кремниевые шотки гибнут с одного импульса пробоя. Думаю, с этими так же. Так что снуббер необходим.

Про мощность демпфера более-менее понятно. Частоту снижать не могу, возьмем ее как данность.

А есть ли смысл в сохранении прерывистых токов в данном случае? На мой взгляд схемы плавного запуска и ограничения тока первички дожно хватать.

 

Еще пара картинок - снизил выходное до 225 (при 160 входном) чтобы безболезнено эксперементировать. На первой картинке - еще continuous, на другой уже discontinuous

post-4425-1217531591_thumb.jpg

post-4425-1217531610_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Может быть изменить коэф.трансформации и понизить отраженное напряжение, так чтобы в импульсе было не 800, а 600В.

По необходимости можно поставить пару шотки последовательно, тогда емкость диодов упадет в несколько раз.

Edited by vlvl@ukr.net

Share this post


Link to post
Share on other sites
Может быть изменить коэф.трансформации и понизить отраженное напряжение, так чтобы в импульсе было не 800, а 600В.

По необходимости можно поставить пару шотки последовательно, тогда емкость диодов упадет в несколько раз.

Может разбить выходную обмотку на несколько секций? Для каждой - свой диод, "небольшая" емкость, демпфер.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот получилось два разных демпфера на выбор.

Вариант1:

post-4425-1218030535_thumb.jpg post-4425-1218030580_thumb.jpg

 

Вариант2:

post-4425-1218030551_thumb.jpg post-4425-1218030592_thumb.jpg

 

По рассейваемой мощности вариант 1 конечно предпочтительнее. Теперь вопросы:

 

1. Можно ли в RC варианте снизить амплитуду первого выброса и до каких пределов?

2. Правильно ли сделан RCD демпфер, или он в данном случае делается как-то по другому. Адекватная ли для него осцилограмма?

Share this post


Link to post
Share on other sites

RCD делается вот так. post-34083-1218042238_thumb.jpg

 

Постоянная времени RC снаббера (1к*75 пФ = 75 нс) подобрана примерно правильно, только мощность маловата. Видно, у этой шотки большая емкость, для нее надо резистор раза в 1,5-2 меньше, емкость больше раза в 1,5. Выброс уменьшится примерно так же. Лучче взять шотку полегче, напр. на 1 А. Диод в RCD тоже желательно не HER207, а HER108. Емкость меньше, а то она тоже добавляется в общую. Что касается разрывных токов, на второй осциллограмме видно, что при включении транзистора нет звона - не было импульса восстановления.

RCD снаббер имеет практически те же номиналы RC, только добавляется диод.

 

Диодно-каскадный транс - вещь хорошая, уменьшает потери на звон. Можно хотя бы взять 2 диода, поставить их с разных концов вторичной обмотки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
RCD делается вот так.

 

Т.е. получается, что конденсатор заряжается через резистор а разряжается через диод? Я так понимаю, что разряжается до 0? Какое на нем будет максимальное напряжение?

 

Постоянная времени RC снаббера (1к*75 пФ = 75 нс) подобрана примерно правильно, только мощность маловата.

Мощность изобразил условно, такой резистор в библиотеке был. На самом деле там все 5 Вт.

 

Видно, у этой шотки большая емкость, для нее надо резистор раза в 1,5-2 меньше, емкость больше раза в 1,5. Выброс уменьшится примерно так же. Лучче взять шотку полегче, напр. на 1 А.

 

Емкость не очень большая, в пределах 60p. Легче на 1200В не попалось.

 

 

Что касается разрывных токов, на второй осциллограмме видно, что при включении транзистора нет звона - не было импульса восстановления.

RCD снаббер имеет практически те же номиналы RC, только добавляется диод.

 

Диодно-каскадный транс - вещь хорошая, уменьшает потери на звон. Можно хотя бы взять 2 диода, поставить их с разных концов вторичной обмотки.

 

А вот это не понял, не про импульс востановления, не про диодно-каскадный транс

 

 

И еще вопрос - а какие проблемы у моего RCD демпфера?

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Да, все так и происходит. Макс. на конденсаторе - примерно как полка(ровный участок импульса) на диоде. Ну во всяком разе не больше пика.

Ну, насчет мощности снаббера я имел в виду, что он поглощает малую мощность - это определяется емкостью снаббера(заряд*напряжение). Если емкость оставить ту же, резистор надо уменьшить в 1,5 раза. Выброс уменьшится раза в 1,5, мощность на резисторе останется та же.

Емкость желательно увеличить раза в полтора, сопротивление - уменьшить в два. Тогда выброс станет меньше в 2 раза примерно, а мощность, рассеиваемая на резисторе - больше в 1,5 раза.

60 пФ при 800 В - тоже немало. Мож., есть 600 В на 1 А. Тогда взять 2 шт. последовательно, каждая со своим снаббером. Оч. хорошо будет. Можно вообще взять 10-12 диодов 10BQ100, каждому свой RC снаббер(50 пФ, 0,5-1 кОм). Дешево и качественно, только немного габаритно :). Скорее всего, SMD конденсаторы 50 пФ выдержат 100 В, так что снабберы будут мелкие, из SMD деталюшек.

В режиме непрерывных токов транзистор открывается, когда в диоде еще идет ток. В диоде с p-n переходом при этом накоплен некоторый заряд. Когда транзистор открывается, он подает на диод обратное напряжение - U=800 В. Напр. на диод при этом подается по цепи индуктивность рассеивания транса Ls-диод-конденсатор нагрузки. Диод еще открыт, поскольку в нем есть заряд. Ток нарастает со скоростью U/Ls, пока заряд в диоде не кончится. Это и есть импульс восстановления. Потом идет звон - паразитные колебания. При разрывных токах его нет, поскольку при открывании транзистора тока и заряда в диоде нет. Шотка накапливает заряд раз в 10 меньше, чем HER108, скажем, и этот заряд зависит не от тока, а от емкости шотки. Поэтому при непрерывных токах важно брать шотку с минимальной емкостью.

Диодно-каскадный транс - это у которого выходная обмотка разделена на секции, и между секциями стоят диоды.

Твой RCD - собссно, ограничительная цепочка - ограничивает выброс напряжения на диоде. Уменьшает амплитуду звона, но полностью его не подавляет. Энергия паразитных колебаний, которые видны на второй осциллограмме, идет не в снаббер, а в медь транса, в транзистор, на излучение и т. п.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да :). Думаю, будет нормально. Подозреваю, что резисторы лучше взять по 1 кОм - это будет видно по звону. При увеличении резистора выброс больше, а звон меньше. Можно поцепить диоды с разных концов обмотки, это должно уменьшить мощность звона.

post-34083-1218121276_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Звенит индуктивность рассеяния, "иголкой" диод и пробивается. Самый простой способ - 2 диода в послед, но для выравнивания напряжений надо ставить в параллель каждому резисторы достаточно большого номинала - с одной стороны, чтоб резисторы не перегружались по мощности ,с другой - чтоб диоды не шунтировали их своими токами утечки ,иначе смысла нет.

 

Может разбить выходную обмотку на несколько секций? Для каждой - свой диод, "небольшая" емкость, демпфер.

Кстати, тоже вариант, и обсуждали его когда-то с vlvl@ukr.net

Share this post


Link to post
Share on other sites

Однако 10-12 шт. 10BQ100 с RC снабберами будет в 3 раза дешевле :). Потерь, правда, полтора ватта.

 

Снабберов для выравнивания напряжения вполне достаточно - 800 вольт получается в динамике, коротким импульсом. Напр. этого импульса снабберы и поделят. В статике 300 вольт как ни дели, диод не пробьешь. Да и вряд ли диоды очень криво поделят напряжение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this