Повний мостовий перетворювач випрямляється

Я зараз будую 8-кВт ізольований перетворювач постійного та постійного струму, топологію повного мосту.

Я бачу на діодах деякі цікаві явища. Коли кожен діод стає зворотним зміщенням, поперек діода з’являється сплеск напруги, перш ніж увімкнути очікувану напругу шини постійного струму. Це швидкі діоди 1800 В (час відновлення 320 нс), і шипи вражають 1800 В з лише 350 В постійного струму, що значно нижче моєї цілі вихідної напруги. Збільшення тривалості не допомагає; удар все ще з’являється, коли діод є зворотним зміщенням і такий же великий.

Я підозрюю, що вихідний дросель утримує діоди упередженими протягом мертвого часу. Потім, коли напруга трансформатора починає зростати в іншому півциклі, діод миттєво стає зворотним ухилом, досить довгим, щоб виглядати як короткий по всій обмотці трансформатора. Потім, коли діод відновиться, той струм відключається, викликаючи удар, який я бачу.

Я спробував кілька речей. Одного разу я додав паралельно місту мосту діод. Я використовував ті ж діоди швидкого відновлення, що і в мості. Це не мало явного впливу на шипи. Тоді я спробував паралельно моєму мосту додати кришку .01 мкФ.

Це зменшило шипи до більш керованого рівня, але відображений імпеданс цієї шапки спричинив значні проблеми на первинному. Мої ковпачки сноуборда вдвічі збільшили температуру!

Існує кілька можливостей:

1) Я поставив діагноз неправильно. Я на 95% впевнений, що бачу те, що думаю, що бачу, але раніше помилявся.

2) Використовуйте синхронний випрямляч. У мене не повинно виникнути проблем із відновленням відновлення. На жаль, мені невідомі будь-які JFET з зворотним блокуванням в цьому діапазоні потужності, і немає такого поняття, як MOSFET із зворотним блокуванням. Єдині IGBT, які блокуються у зворотному напрямку, які я можу знайти в цьому діапазоні потужностей, мають гірші втрати, ніж діоди.

EDIT: Я щойно зрозумів, що нерозумію природу синхронного випрямляча. Мені не потрібні зворотні блокування БНТ; ЗНТ будуть проводити каналізацію.

3) Використовуйте діоди відновлення нуля. Знову проблеми з втратами та витратами.

4) Побийте ногами. Це виглядає так, як би з'їсти занадто багато енергії, на порядку 20% моєї загальної пропускної здатності.

5) Додайте насичені сердечники відповідно до діодів. Два найбільші насичені сердечники, які я міг знайти ледь пом'якшені мої ноги.

6) Використовуйте резонансну топологію з комутацією нульового струму. Я не маю досвіду в цій області, але це звучить як би, якщо струм на первинній змінюється більш плавно, напруга на вторинному також має змінюватися більш плавно, даючи діодам більше часу на відновлення.

Хтось ще мав справу з подібною ситуацією? Якщо так, то як ви це вирішили? Редагувати: таблиця FET на первинній стороні тут .

Порушення FRED

Перетворювачі напруги, що живляться з ізоляцією трансформаторів, будуть демонструвати дзвінок у вторинці. Дзвінок викликається паразитарними індуктивністю та ємностями в ланцюзі, при цьому домінуючими елементами будуть індуктивність витоку трансформатора ( ) і ємність з'єднання ( C j ) мостових діодів. На аркуші даних діода показано C j 32pF. Я буду робити наївну здогадку на L Lk 500nH, але це доведеться виміряти, щоб дійсно знати. Отже, ЖК 500nH та 32pF - це те, що треба спринцювати.$L_ {\text {Lk}}$$C_j$$C_j$$L_ {\text {Lk}}$

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

Існують різні типи снуберів напруги; Затискання, перенос енергії резонансний та дисипативний. Затискні та резонансні типи вимагають більшої кількості деталей і деякого залучення активних комутаторів, що, на мою думку, робить їх непрактичним для даного випадку. Отже, я збираюся лише висвітлити дисипативні снубери, тому що вони найпростіші і добре працюють з пасивними вимикачами (як діоди або синхронні випрямлячі).

Форма дисипативного снуба, яку я висвітлю, - це серія RC, розміщена паралельно кожному мостовому діоду.

Деякі факти про RC, що зволожують снуди:

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

Деякі вказівки та що очікувати від примхливих снудрів:

• $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$

Це класична проблема снобства. Діод не може миттєво перейти від провідності до блокування; заряд у PN-з’єднанні потребує вимивання, і RC-снуд через кожен діод повинен допомогти у цьому.

Раніше я розробляв промислові пускові установки та на блоках середньої напруги у нас було багато проектних робіт навколо цього конкретного аспекту. З давніх пір я працював у цій галузі, тому я не пригадую значень snubber, але, мабуть, почав би з 0,1uF і, можливо, 49 Ом, і побачив, де звідти починають трястись речі.

60А зворотний струм відновлення! (з аркуша) Це має кудись піти ...

Як і Ендрю Колсміт, моєю першою думкою буде RC-снуд через діод EACH, але я не хочу робити цю відповідь, якщо ви не зможете знайти прецеденти з подібною силою. Ендрю, здається, має досвід винести це рішення; не працюючи на промисловій енергетиці, я ні!

Але давайте запустимо кілька цифр: так як ваш прямий струм в середньому буде приблизно на зразок 25А (8 кВт, 350В), давайте використовувати те саме значення для Irm - 25A * Trr = 230ns дає зарядний накопичувач, що зберігається в 5,75 мкм, який би заряджав конденсатор 0,1 фута до більш керованого 57V. Але 25A * 49R є трохи високим (!) - цей сирий розрахунок запропонував би 4 Ом (або навіть 2), а не 49, як вихідну точку для резистора снуда.

Повторюю: я не працював над промисловою енергетикою, тому саме так говорять цифри. Я би вдячний коментарю Андрія з огляду на ці номери.