Đá chỉnh lưu toàn cầu

Tôi đang trong quá trình xây dựng bộ chuyển đổi DC / DC 8kW bị cô lập, cấu trúc liên kết toàn cầu.

Tôi đang thấy một số hiện tượng thú vị trên điốt. Khi mỗi diode trở thành phân cực ngược, một xung điện áp xuất hiện trên diode, trước khi lắng xuống điện áp bus DC dự kiến. Đây là các điốt nhanh 1800V (thời gian phục hồi của 320nS spec) và các xung đột biến thành 1800V chỉ với 350VDC ở phía thứ cấp, thấp hơn mục tiêu điện áp đầu ra của tôi. Thời gian chết tăng không giúp được gì; cú đá vẫn xuất hiện khi diode bị phân cực ngược và chỉ lớn như vậy.

Sự nghi ngờ của tôi là cuộn cảm đầu ra đang giữ các điốt bị lệch về phía trước trong thời gian chết. Sau đó, khi điện áp máy biến áp bắt đầu tăng trong nửa chu kỳ còn lại, diode bị phân cực ngược tức thời đủ dài để xuất hiện dưới dạng ngắn trên cuộn dây máy biến áp. Sau đó, khi diode phục hồi, dòng điện đó bị cắt, gây ra cú đá tôi nhìn thấy.

Tôi đã thử một vài thứ. Tại một thời điểm, tôi đã thêm một diode flyback song song với cây cầu của mình. Tôi đã sử dụng các điốt phục hồi nhanh tương tự như trong cây cầu của tôi. Điều này không có tác dụng rõ ràng trên gai. Sau đó tôi đã thử thêm một nắp 0,01 uF song song với cây cầu của mình.

Điều này làm giảm các đột biến xuống mức dễ quản lý hơn, nhưng trở kháng phản xạ của nắp đó đã gây ra vấn đề đáng kể trên bản chính. Mũ snubber của tôi đã tăng gấp đôi nhiệt độ!

Một vài khả năng tự trình bày:

1) Tôi đã chẩn đoán vấn đề không chính xác. Tôi chắc chắn 95% tôi đang nhìn thấy những gì tôi nghĩ rằng tôi đang nhìn thấy, nhưng tôi đã sai trước đây.

2) Sử dụng bộ chỉnh lưu đồng bộ. Tôi không nên có vấn đề phục hồi ngược với điều đó. Thật không may, tôi không biết về bất kỳ JFE chặn ngược nào trong dải công suất này và không có thứ gọi là MOSFET chặn ngược. Các IGBT chặn ngược duy nhất tôi có thể tìm thấy trong dải năng lượng này có tổn thất nặng hơn so với điốt.

EDIT: Tôi vừa nhận ra mình đã hiểu sai bản chất của bộ chỉnh lưu đồng bộ. Tôi không cần FET chặn ngược; các FET sẽ tiến hành nguồn thoát nước.

3) Sử dụng điốt không phục hồi. Một lần nữa, vấn đề với tổn thất và chi phí.

4) Đánh bóng những cú đá. Điều này có vẻ như nó sẽ ăn quá nhiều năng lượng, với mức 20% tổng thông lượng của tôi.

5) Thêm lõi bão hòa phù hợp với điốt. Hai trong số các lõi bão hòa lớn nhất mà tôi có thể tìm thấy hầu như không bị móp đá.

6) Sử dụng cấu trúc liên kết cộng hưởng chuyển mạch không dòng. Tôi không có kinh nghiệm trong lĩnh vực đó, nhưng có vẻ như nếu dòng điện trên sơ cấp thay đổi trơn tru hơn, điện áp trên thứ cấp cũng sẽ thay đổi trơn tru hơn, cho điốt nhiều thời gian hơn để phục hồi.

Có ai khác xử lý một tình huống tương tự? Nếu vậy, làm thế nào bạn giải quyết nó? Chỉnh sửa: biểu dữ liệu FET phía sơ cấp tại đây .

Làm ngập FRED

Bộ chuyển đổi cấp điện áp với cách ly máy biến áp sẽ thể hiện tiếng chuông trong thứ cấp. Sự đổ chuông được gây ra bởi các điện cảm và điện dung ký sinh trong mạch, với các phần tử chiếm ưu thế sẽ là độ tự cảm rò rỉ biến áp ( ) và điện dung đường giao nhau ( C j ) của điốt cầu. Bảng dữ liệu diode cho thấy C j là 32pF. Tôi sẽ đưa ra một phỏng đoán ngây thơ tại L Lk là 500nH, nhưng nó sẽ phải được đo để thực sự biết. Vì vậy, LC là 500nH và 32pF là những gì phải bị đánh cắp.$L_ {\text {Lk}}$$C_j$$C_j$$L_ {\text {Lk}}$

Biên độ tăng đột biến mà không rình mò sẽ là , trong đó n là tỷ số biến áp và hệ số 2 là những gì bạn nhận được cho cộng hưởng Q cao. $2 n V_ {\text {in}}$$n$

Có nhiều loại khác nhau của điện áp snubbers; Kẹp, cộng hưởng truyền năng lượng, và tiêu tan. Các loại kẹp và cộng hưởng đòi hỏi nhiều bộ phận hơn và một số sự tham gia của các công tắc hoạt động mà tôi nghĩ làm cho chúng không thực tế trong trường hợp này. Vì vậy, tôi sẽ chỉ bao gồm các snubbers tiêu tan bởi vì chúng đơn giản nhất và hoạt động tốt với các công tắc thụ động (như điốt hoặc chỉnh lưu đồng bộ).

Hình thức của snubber tiêu tan mà tôi sẽ trình bày là một loạt RC được đặt song song với mỗi diode cầu.

Một số sự thật về RC snubbers giảm chấn:

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

Một số hướng dẫn và những gì mong đợi với snubbers giảm chấn RC:

• $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$

Đây là một vấn đề snubbering cổ điển. Một diode không thể ngay lập tức đi từ dẫn đến chặn; điện tích trong đường giao nhau PN cần được quét ra và một snubber RC trên mỗi diode sẽ giúp điều này.

Tôi đã từng thiết kế các bộ khởi động mềm công nghiệp và trên các thiết bị trung thế, chúng tôi có rất nhiều công việc thiết kế xoay quanh khía cạnh đặc biệt này. Đã lâu rồi tôi mới làm việc trong ngành đặc biệt này nên tôi không nhớ các giá trị snubber, nhưng tôi có thể sẽ bắt đầu với 0,1uF và có thể 49 ohms và xem mọi thứ bắt đầu từ đâu.

Dòng hồi phục ngược 60A! (từ bảng dữ liệu) Điều đó phải đi đâu đó ...

Giống như Andrew Kohlsmith, suy nghĩ đầu tiên của tôi sẽ là một snubber RC trên EACH diode, nhưng tôi không muốn đưa ra câu trả lời trừ khi bạn có thể tìm thấy tiền lệ với sức mạnh tương tự. Andrew dường như có kinh nghiệm để đưa ra phán xét đó; Tôi không làm việc với sức mạnh công nghiệp, tôi thì không!

Nhưng hãy chạy một số con số: vì dòng điện phía trước của bạn sẽ trung bình khoảng 25A (8kw, 350V), hãy sử dụng cùng một giá trị cho Irm - 25A * Trr = 230ns cung cấp một khoản phí lưu trữ ballpark là 5,75 uC, sẽ sạc một tụ điện 0,1uf đến 57V dễ quản lý hơn. Nhưng 25A * 49R hơi cao (!) - phép tính thô này sẽ gợi ý 4 ohms (hoặc thậm chí 2) thay vì 49 làm điểm khởi đầu cho điện trở snubber.

Tôi nhắc lại: Tôi chưa làm việc với sức mạnh công nghiệp, vì vậy đó chỉ là những gì con số nói với tôi. Tôi sẽ đánh giá cao bình luận của Andrew cho những con số này.