फुल-ब्रिज कन्वर्टर रेक्टिफायर किक

Question

मैं एक 8kW पृथक डीसी / डीसी कनवर्टर, पूर्ण-पुल टोपोलॉजी के निर्माण की प्रक्रिया में हूं।

मैं डायोड पर कुछ दिलचस्प घटनाएं देख रहा हूं। जब प्रत्येक डायोड रिवर्स-बायस्ड हो जाता है, तो अपेक्षित डीसी बस वोल्टेज के नीचे बसने से पहले, डायोड में एक वोल्टेज स्पाइक दिखाई देता है। ये 1800V फास्ट डायोड (320nS स्पेक्यु रिकवरी टाइम) हैं, और स्पाइक्स 1800V को सेकेंडरी पर 350VDC के साथ ही मेरे आउटपुट वोल्टेज टारगेट से नीचे मार रहे हैं। बढ़ा हुआ समय सीमा मदद नहीं करता है; किक तब भी प्रकट होती है जब डायोड रिवर्स-बायस्ड हो, और उतना ही बड़ा हो।

मेरा संदेह यह है कि आउटपुट चोक डायोड को मृत समय के दौरान पक्षपाती बनाकर रख रहा है। फिर जब दूसरे आधे चक्र में ट्रांसफार्मर का वोल्टेज बढ़ना शुरू हो जाता है, तो डायोड तुरंत उल्टा-बायस्ड हो जाता है, जो ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग में एक शॉर्ट के रूप में दिखाई देता है। फिर जब डायोड ठीक हो जाता है, तो वह करंट कट जाता है, जिससे मैं देख रहा हूं।

मैंने कुछ चीजों की कोशिश की है। एक बिंदु पर, मैंने अपने पुल के समानांतर एक फ्लाईबैक डायोड जोड़ा। मैंने उतनी ही तेजी से रिकवरी डायोड का इस्तेमाल किया जितना मेरे ब्रिज में होता है। स्पाइक्स पर इसका कोई स्पष्ट प्रभाव नहीं था। मैंने तब अपने ब्रिज के समानांतर .01 यूएफ कैप जोड़ने की कोशिश की।

इसने स्पाइक्स को अधिक प्रबंधनीय स्तर तक कम कर दिया, लेकिन उस टोपी के परावर्तित अवरोध ने प्राथमिक पर महत्वपूर्ण समस्याएं पैदा कर दीं। मेरे स्नबर कैप तापमान में दोगुने हो गए हैं!

कुछ संभावनाएं खुद को प्रस्तुत करती हैं:

1) मैंने समस्या का गलत तरीके से निदान किया है। मुझे 95% यकीन है कि मैं देख रहा हूं कि मुझे लगता है कि मैं देख रहा हूं, लेकिन मैं पहले भी गलत हूं।

2) एक सिंक्रोनस रेक्टिफायर का उपयोग करें। मुझे उस के साथ रिवर्स रिकवरी मुद्दे नहीं होने चाहिए। दुर्भाग्य से, मैं इस पावर रेंज में किसी भी रिवर्स-ब्लॉकिंग JFETs से अवगत नहीं हूं, और रिवर्स-ब्लॉकिंग MFFET जैसी कोई चीज नहीं है। केवल रिवर्स-ब्लॉकिंग IGBTs जो मैं इस पावर रेंज में पा सकता हूं, डायोड की तुलना में अधिक नुकसान है।

संपादित करें: मैंने महसूस किया है कि मैं एक तुल्यकालिक रेक्टिफायर की प्रकृति को गलत समझ रहा हूं। मुझे FETs को रिवर्स-ब्लॉक करने की आवश्यकता नहीं है; FET नाली-स्रोत का संचालन करेगा।

3) शून्य-वसूली डायोड का उपयोग करें। फिर, नुकसान और लागत के साथ समस्याएं।

4) किक्स को सूँघें। ऐसा लगता है कि यह मेरे समग्र थ्रूपुट के 20% के आदेश पर बहुत अधिक शक्ति खाएगा।

5) डायोड के अनुरूप संतृप्त कोर जोड़ें। सबसे बड़े संतृप्त कोर में से दो मैं अपने किक को मुश्किल से पा सकता था।

6) शून्य-वर्तमान-स्विचिंग गुंजयमान टोपोलॉजी का उपयोग करें। मुझे उस क्षेत्र में कोई अनुभव नहीं है, लेकिन ऐसा लगता है कि अगर प्राथमिक पर धारा अधिक सुचारू रूप से बदलती है, तो माध्यमिक पर वोल्टेज को भी अधिक सुचारू रूप से बदलना चाहिए, जिससे डायोड को ठीक होने में अधिक समय लगे।

क्या किसी और ने भी ऐसी ही स्थिति से निपटा है? यदि हां, तो आपने इसे कैसे हल किया? संपादित करें: प्राथमिक-पक्ष FET डेटाशीट यहाँ ।

Comments

क्या आपने आरसी स्नबर और / या बड़े फेराइट बीड्स की कोशिश की है, जो आरएफ ट्रांजिस्टर के वास्तविक प्रतिबाधा अनुपस्थिति के रूप में एक ही समय में ~ ~ 100pF लोड करने का प्रभाव है।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

क्या आपके प्राथमिक MOSFETs में तेज़ बॉडी डायोड हैं? क्या आप हार्ड-स्विचिंग टोपोलॉजी या ZVS वेरिएंट में से एक का उपयोग कर रहे हैं?

— एडम लॉरेंस

आप कौन से डायोड का उपयोग कर रहे हैं? क्या आप डेटाशीट से लिंक कर सकते हैं?

— ब्रायन ड्रमंड

रेक्टिफायर द्वारा देखा जाने वाला गैर-स्पाइक सबसे खराब मामला रिवर्स वोल्टेज क्या है? (तथाकथित पठार वोल्टेज)। यदि आपका पठार काफी कम है, तो आप कोशिश कर सकते हैं और 1.2kV SiC Schottky rectifiers का उपयोग कर सकते हैं, या यदि वे अच्छे नहीं हैं, तो कम रिवर्स रिकवरी चार्ज के साथ एक कम वोल्टेज पारंपरिक रेक्टिफायर और आपके 1.8 kV समाधान की तुलना में एक छोटा आरसी स्नबर की आवश्यकता होती है।

— एडम लॉरेंस

क्या आपने गैर-विवादास्पद स्नैबर्स पर विचार किया है ..?

Answer 1

FREDs को बंद करना

ट्रांसफार्मर अलगाव के साथ वोल्टेज खिलाया कन्वर्टर्स माध्यमिक में बज का प्रदर्शन करेंगे। रिंगिंग परजीवी इंडक्शन और कैपेसिटेंस के कारण होता है सर्किट में, प्रमुख तत्वों के साथ ट्रांसफार्मर लीकेज इंडक्शन ( ) और जंक्शन कैपेसिटेंस ( $L_ {\text {Lk}}$ब्रिज डायोड j ) होंगे। डायोड डेटा शीट32 पीएफ का सी जे दिखाता है । मैं500nH के L Lk पर एक भोला अनुमान लगाने जा रहा हूं, लेकिन इसे वास्तव में जानने के लिए मापा जाना चाहिए। तो, 500nH और 32pF के एक LC को स्नब करना चाहिए।$C_j$$C_j$$L_ {\text {Lk}}$

स्नबिंग के बिना स्पाइक आयाम , जहां एन ट्रांसफॉर्मर बदल जाता है और 2 का कारक वह है जो आपको उच्च क्यू अनुनाद के लिए मिलता है। $2 n V_ {\text {in}}$$n$

विभिन्न प्रकार के वोल्टेज स्नबर्स हैं; क्लैम्पिंग, ऊर्जा स्थानांतरण गुंजयमान, और विदारक। क्लैम्पिंग और गुंजयमान प्रकारों को अधिक भागों और सक्रिय स्विच की कुछ भागीदारी की आवश्यकता होती है जो मुझे लगता है कि उन्हें इस मामले के लिए अव्यावहारिक बनाते हैं। इसलिए, मैं केवल विघटनकारी स्नबर्स को कवर करने जा रहा हूं क्योंकि वे सबसे सरल हैं और निष्क्रिय स्विच (जैसे डायोड या सिंक्रोनस रेक्टिफायर) के साथ अच्छी तरह से काम करते हैं।

विघटनकारी स्नबर का रूप जिसे मैं कवर करूंगा, प्रत्येक आरसी डायोड के समानांतर एक श्रृंखला आरसी है।

आरसी के बारे में कुछ तथ्य

• $R_d$
• आपको स्नबर कैप का मान चुनने के लिए मिलता है । यह महत्वपूर्ण है क्योंकि कैप वैल्यू स्नबर लॉस ( P Rd ) को C d F V 2 के रूप में सेट करता $C_d$$P_ {\text {Rd}}$$C_d F V^2$$C_j$

कुछ दिशा-निर्देश, और आरसी के साथ उम्मीद करने वाले स्नैबर्स:

• 500nH के और 32pF के C j के लिए, Zo 125Ohms होगा। तो, आर $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$

Comments

शानदार जवाब, मैंने देखा है स्नबिंग का सबसे अच्छा विवरण।

— स्टीफन कॉलिंग्स

Answer 2

यह एक क्लासिक स्नबरिंग समस्या है। एक डायोड तुरंत चालन से अवरुद्ध करने के लिए नहीं जा सकता है; पीएन जंक्शन में प्रभारी को बाहर निकलने की जरूरत है, और प्रत्येक डायोड में एक आरसी स्नबरर को इसकी मदद करनी चाहिए।

मैं औद्योगिक नरम शुरुआत डिजाइन करने के लिए इस्तेमाल किया और मध्यम वोल्टेज इकाइयों पर हम इस विशेष पहलू के आसपास डिजाइन का बहुत काम किया था। मुझे इस विशेष उद्योग में काम किए हुए एक लंबा समय हो गया है, इसलिए मुझे स्नबर मान याद नहीं हैं, लेकिन मैं शायद 0.1uF और शायद 49 ओम के साथ शुरू करूंगा और देखूंगा कि चीजें वहां से हटना शुरू होती हैं।

Comments

+1। हां, यह "डायोड टर्न-ऑफ" समस्या पर "उच्च आवृत्ति बजने" जैसा लगता है, और एक स्नबर एक अच्छा फिक्स है। a b ।

— दाविदरी

हाँ, लेकिन किस तरह का

— स्नबर

@ रीचमैन मैं एक 0.1uF कैपेसिटर और एक 3.9 ओम, 2-5W रोकनेवाला के साथ प्रत्येक डायोड में टोपी के साथ श्रृंखला में शुरू होगा। बिजली की रेटिंग सिर्फ एक अनुमान है, आपके पास मुझसे बेहतर विचार होगा। (ब्रायन ड्रमंड की गणना मूल्य का उपयोग करने के लिए संपादित करें)

— akohlsmith

.1 यूएफ + 2 ओम ने मेरे किक को अच्छी तरह से नीचे गिरा दिया। हालाँकि, मेरे स्नबर रेज़िस्टर्स मार खा रहे हैं। 100W प्रतिरोध बहुत जल्दी से सीमा सीमा तक पहुंच रहे हैं, और यहां तक ​​कि श्रृंखला में दो (4 ओम 200W कुल) अभी भी गर्म हैं। डायोड को सूँघने पर मेरे बिजली के बजट का 10% खर्च करना थोड़ा हास्यास्पद लगता है। स्नबर डिज़ाइन कुछ ऐसा नहीं है जिस पर मैंने बहुत समय बिताया है, मुझे यकीन नहीं है कि अगर कोई स्पष्ट रास्ता आगे है, या यदि यह सिर्फ व्यापार करने की लागत है। क्या किसी के पास अन्य सुझाव हैं?

— स्टीफन कॉलिंग्स

मैं अपने पुराने नोटों के साथ वापस चला गया। हमने उपयोग किया ।47uF और 25 और 75 ओम के बीच, विशिष्ट एससीआर पर निर्भर करता है। बिजली की जरूरतों के कारण स्नबर्स बड़े थे, लेकिन हमें यह फायदा था कि हम आम तौर पर केवल 60 या उससे कम (नरम शुरुआत) के लिए सर्किट में थे।

— akohlsmith

Answer 3

60A रिवर्स रिकवरी करंट! (डेटशीट से) कि कहीं जाना है ...

एंड्रयू कोहल्स्मिथ की तरह, मेरा पहला विचार EACH डायोड भर में एक RC स्नबर होगा, लेकिन मैं यह जवाब देने के लिए अनिच्छुक हूं कि जब तक आप समान शक्ति पर मिसाल नहीं पा सकते। एंड्रयू को लगता है कि निर्णय लेने के लिए अनुभव है; औद्योगिक शक्ति पर काम नहीं कर रहा है, मैं नहीं!

लेकिन कुछ संख्याओं को चलाते हैं: जैसा कि आपके आगे का वर्तमान 25A (8kw, 350V) की तरह कुछ औसत होगा आइए इरम के लिए समान मान का उपयोग करें - 25A * Trr = 230ns 5.75 uC का एक बॉलपार्क संग्रहीत चार्ज देता है, जो एक 0.1uf संधारित्र को चार्ज करेगा अधिक प्रबंधनीय 57 वी। लेकिन 25A * 49R थोड़ा अधिक है (!) - यह क्रूड गणना 49 के बजाय 4 ओम (या यहां तक ​​कि 2) का सुझाव देगी जो कि स्नबर अवरोधक के लिए एक प्रारंभिक बिंदु है।

मैं दोहराता हूं: मैंने औद्योगिक शक्ति पर काम नहीं किया है, इसलिए बस इतनी सी बात है कि संख्याएं मुझे कहते हैं। मैं इन नंबरों को देखते हुए एंड्रयू की टिप्पणी की सराहना करूंगा।

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आपको जरूरत है और RC स्नबर 60A ..49R लगभग 1000x बहुत बड़ा है

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

यह एक अनुमान था, मुझे उस उद्योग में सक्रिय हुए लगभग 10 वर्ष हो चुके हैं। आपकी गणना मेरे लिए सही प्रतीत होती है।

— अकोल्मस्मिथ