Przyspieszanie diody

Witam,

mam pytanie o możliwość "emulacji" szybkiej diody na duży prąd z wykorzystaniem wolnych diod prostowniczych. Pytanie wynika z problemów z dostępem do szybkich diod wytrzymujących 300A. Dioda jest potrzebna do spawarki na prąd stały, w której prąd sterowany jest przez PWM. W obwodzie jest dławik, z którego prąd (po wyłączeniu tranzystora mocy) powinien być przekierowany do obciążenia (łuku) - właśnie diodą gaszącą.

Z powodu problemów z zakupem szybkiej diody, w charakterze diody gaszącej użyta jest teraz zwykła (wolna) dioda prostownicza. Dodatkowo - na prostowniku i tranzystorze podłączone są warystory, aby pochłonąć pojawiające się (mimo diody) przepięcia.

Okazuje się, że energia przepięć jest tak duża, że doprowadza do spalenia warystora i dalej - przebicia pozbawionego ochrony prostownika. Prostownik w stanie jałowym daje ok. 56V, prąd może osiągać 300A. Dławik ma ok. 200uH. Sterowanie PWM: 2kHz, przy czym jednorazowo włącza się impulsy na 30ms (czyli jest około 60 wyłączeń tranzystora).

Pytanie właściwe: czy można wziąć dwie diody mniejsze, ale szybkie (znalazłem takie na 15A, w impulsie do 400A), połączyć je szeregowo i to wszystko podłączyć równolegle do diody wolnej? Wtedy, po wystąpieniu "przepięcia", szybko zaczęłyby przewodzić małe diody, a po chwili (5us?) również duża - i wyłączyłaby małe (bo ma niższe napięcie przewodzenia). Czy to może emulować jedną dużą, szybką diodę?

Pozdrawiam P.

Reply to
Piotrne
Loading thread data ...

Użytkownik "Piotrne" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:kipbh2$kcm$ snipped-for-privacy@node1.news.atman.pl...

Moje doświadczenie nie wykracza poza mA więc przy 300A jest raczej mało przydatne. Wydawało mi się, że "szybkość" diody dotyczy przede wszystkim jej wyłączania, a nie włączania. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Użytkownik "Piotr Gałka" snipped-for-privacy@cutthismicromade.pl napisał w wiadomości news:kipgiu$1tc$ snipped-for-privacy@somewhere.invalid...

Linear Technology App note 122. Jima Williamsa - dotyczy własnie diod małej mocy i spraw związanych z czasem włączania.

Reply to
Ukaniu

W dniu 2013-03-25 13:54, Ukaniu pisze:

Piszą tam, że czasy włączania są znacznie krótsze od czasów wyłączania i mogą być krótsze od 1 ns. W takim razie muszę jeszcze raz przyjrzeć się układowi

- jakim sposobem grzeją się (i wybuchają) warystory 275V, skoro układ zasilany jest napięciem 56V. I nawet gdyby powstawały przepięcia do pochłonięcia, to byłoby ich w sumie 60ns na każdą sekundę pracy (impulsy 30ms o których wcześniej pisałem, są powtarzane co 1 sekundę). Nawet gdyby to był pełny prąd 300A i 56V, to średnio wychodzi 1 miliwat. A może jednak czasy włączania są dłuższe? Spróbuję to pomierzyć, chociaż trochę boję się włączać oscyloskop cyfrowy do układu, w którym mogą być napięcia rzędu kV i prądy 300A...

P.

Reply to
Piotrne

Użytkownik "Piotrne" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:kipi4u$raq$ snipped-for-privacy@node1.news.atman.pl...

Co robią te diodty to nikt nie wie. Zrób sobie jakiś prostu układ testujący kluczuj napięcie, mierz czasy. Skoro grzeją Ci się wartystory an 275V to energia z przeipęć nie jest znikoma. Coś musi dzwonić mocno.

Reply to
Ukaniu

W dniu 2013-03-25 14:14, Ukaniu pisze:

Układ jest dosyć prosty. Część wysokoprądowa wygląda tak:

formatting link
Całość ma generować impulsy 30 ms co 1 sekundę. Włączaniem prądu zajmuje się duży tranzystor IGBT (600 A, 1200 V). Prostownik jest na 550 A. Grzeją się warystory 275 V, podłączone między kolektorem a emiterem tranzystora oraz na wyjściu prostownika. Czasem palą się (ogniem...), zwykle po wykonaniu około 20 impulsów (po 20 sekundach pracy urządzenia). Efektem dodatkowym jest zniszczenie (przebicie napięciowe?) prostownika, co jest dosyć kosztowne - 320 złotych za nowy prostownik.

SIG to jest jonizator (generuje impulsy wysokiego napięcia zapalające łuk) - impulsy zwierane są przez kondensator 1uF. Dławik Dł1 ma indukcyjność około 200 uH.

Czy ktoś ma pomysł, skąd biorą się w tym układzie tak "silne" przepięcia?

Pozdrawiam Piotr

Reply to
Piotrne

Dnia Mon, 25 Mar 2013 15:40:08 +0100, Piotrne napisał(a):

Daj doraźnie tych warystorów więcej, to ci dłużej wystarczą i zdążysz coś obadać na oscyloskopie.

Reply to
Jacek Maciejewski

"Jak" silne? 300A*56V to ~17kW. Przy takich prądach indukcyjność pasożytnicza kabli nie jest pomijalna - możesz zobaczyć na modelu w spice co się dzieje.

Typowy "mały transil"(rozmiarów diody) jest w stanie łyknąć 1kW. Potrzeba by ich było z 20.

Reply to
Michoo

W dniu 2013-03-25 16:01, Jacek Maciejewski pisze:

Po spaleniu jednego dałem oczywiście kilka połączonych równolegle. Pilnowałem, żeby ich nie spalić. Okazuje się, że pracują nierównomiernie - jeden lub dwa grzeją się, pozostałe są chłodne. Pewnie nie mają jednakowych napięć zadziałania (chociaż kupione razem). Nie udało mi się znaleźć pojedynczego warystora o większej mocy.

P.

Reply to
Piotrne

W dniu 2013-03-25 16:02, Michoo pisze:

Symulowałem całość w LTSpice, jednak bez uwzględniania indukcyjności przewodów. Musiałbym jakoś zmierzyć albo oszacować te indukcyjności. W każdym razie podczas impulsu nieprzymocowane przewody ruszają się.

Mam kilka transili na 68V. Ale sprawdzałem, jak działają

- charakterystyka jest bardzo "ostra", odstęp między nieprzewodzeniem a pełnym włączeniem to około 0,2 V (np. 67,9 V - nie przewodzi, 68,1 V - "zwiera"). Czyli jeśli połączę kilka transili równolegle i będą się minimalnie różnić, to najpierw zadziała ten o najniższym napięciu (i spali), potem kolejne... Może pomogłoby jakieś wyrównywanie prądów małymi rezystorami. Ale jeszcze nie próbowałem.

P.

Reply to
Piotrne

W dniu 25-03-2013 12:13, Piotrne pisze:

Może jednak poszukaj odpowiednich diod. Przykładowy link:

formatting link
DSEI2X101-06A - podwójna 123A. Można te dwie diody w jednej obudowie połączyć równolegle i masz prawie 250A. Trzeba by poszukać w pdf ile faktycznie da się z niej wydusić i czy by Ci to pasowało. Karta jest na tej samej stronie, poczytaj. Ewentualnie można szukać jeszcze mocniejszej. Podobna jak powyżej pracuje w mojej spawarce i jest ok.

Reply to
szod

W dniu 25-03-2013 16:27, szod pisze:

Sorry, oczywiście miało być DSEI2X121-02A.

Reply to
szod

W dniu 25.03.2013 15:40, Piotrne pisze:

A w modelu spice wziąłeś pod uwagę łuk i i zjawiska występujące przy jego gaszeniu?

Reply to
Jakub Rakus

W dniu 2013-03-25 18:38, Jakub Rakus pisze:

Nie wziąłem, bo zupełnie nie wiem, jak to modelować. Ale mam nadzieję, że dławik po drodze wygładzi prąd.

Oczekuję, że prąd płynący przez obciążenie wygląda mniej więcej jak tu (zielony wykres):

formatting link
Na schemacie jest tranzystor IRFP4468, w rzeczywistości IGBT. Też symulowałem, wychodzi podobnie. Prąd jest trochę "piłokształtny", ale w miarę dobrze uśrednia się.

Przepięć na tej symulacji nie widać...

P.

Reply to
Piotrne

"Piotrne" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> schrieb

Mysle ze po wylaczeniu klucza transformator ze swoja energia nie ma ujscia i forsuje przeplyw pradu przez warystory.

Przepalanie prostownika jeszcze mnie w tym utwierdza.

mw

Reply to
mw158979

W dniu 25-03-2013 19:31, mw158979 pisze:

Bez odpowiednio szybkich diod to nie będzie działać dobrze. Ale co kto lubi...

Reply to
szod

W dniu 2013-03-25 19:31, mw158979 pisze: > Mysle ze po wylaczeniu klucza transformator ze swoja > energia nie ma ujscia i forsuje przeplyw pradu przez warystory.

Możliwe - też zastanawiałem się, czy można transformator tak po prostu odłączyć od obciążenia. Nie za bardzo udaje mi się to symulować. Gdyby ktoś miał ochotę sprawdzić, tutaj:

formatting link
uproszczony schemat całości. Chciałbym uzyskać możliwość obserwacji przepięć. Na tej symulacji ich nie widać. Tranzystor jest inny niż w rzeczywistości, ponieważ włożenie w to miejsce schematu zastępczego IGBT powoduje zmniejszenie szybkości symulacji do pojedynczych nanosekund na sekundę (nie doczekałem się wyniku).

P.

Reply to
Piotrne

W dniu 25.03.2013 18:58, Piotrne pisze:

Zobacz chociażby to ->

formatting link
Łuk to ogólnie rzecz biorąc rezystancja - tyle że silnie nieliniowa, zależna przede wszystkim od prądu.

Ta padaka występuje gdy łuk pali się ciągle czy gdy go zapalasz i gasisz? Jeśli wtedy gdy gaśnie to właśnie wtedy masz przepięcie. Jeśli w trakcie palenia się łuku to być może jest to spowodowane skokami prądu.

Reply to
Jakub Rakus

W dniu 2013-03-26 21:08, Jakub Rakus pisze:

Występuje przy wysterowaniu tranzystora przez PWM (ok. 95%, tzn.

95% czasu włączenia, 5% wyłączenia) - częstotliwość 2 kHz. W takiej sytuacji grzeją się warystory na prostowniku. Wydaje mi się, że przepięcia pochodzą od transformatora. Jeśli włączę raz i wyłączę (PWM=100%), to grzanie jest niewyczuwalne. Jeszcze to dokładniej opiszę.

P.

Reply to
Piotrne

W dniu 2013-03-25 19:31, mw158979 pisze:

To jest bardzo prawdopodobne. Dzisiaj zrobiłem eksperyment: usunąłem (zwarłem) dławik Dł1 z układu wcześniej opisanego:

formatting link
włączeniu całości z PWM=95%, wystąpiło przepalenie warystora na prostowniku po jednej sekundzie. Warystorów było 5 (połączonych równolegle), na 275 V, 2 W; spaliły się 2, pozostały 3. Prostownik nie uszkodził się. Na wyjściu prostownika - również kondensatory 5000 uF z rezystorem 4 ohm.

Wygląda więc na to, że energia paląca warystory pochodzi z uzwojenia wtórnego transformatora - po gwałtownym odłączeniu obciążenia. Nie mam za bardzo jak zmierzyć parametrów (indukcyjności) transformatora. Jest duży, 3-fazowy, masa ok. 30 kg, napięcie na uzwojeniu wtórnym ok. 22 V, uzwojenia wtórne połączone w gwiazdę i podłączone do prostownika wytrzymującego 550 A.

Wydaje mi się, że tę energię trzeba pochłonąć, bo nie za bardzo da się ją przekierować do obciążenia. Dostępne elementy są trochę małe...

P.

Reply to
Piotrne

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.