Componente para conmutar pulso de descarga de condensador 1000V - 100Amps

Estoy miniaturizando un circuito usado para generar un pulso usando condensadores en una carga inductiva. Estoy un poco perdido sobre cuál sería el mejor tipo de componente para elegir para iniciar la descarga (es decir, un interruptor que cierra el circuito y permite que los condensadores se descarguen en la inductancia).

En su opinión, cuál sería el mejor componente dadas estas limitaciones:

  • Ancho de pulso en el orden de nosotros (0.1 a 100us).
  • Frecuencia de pulso de 10hz.
  • El componente debe poder bloquear al menos 1000 V.
  • Corriente de pulso entre 100 amperios y 200 amperios.
  • Tamaño restringido: Menos de unas pocas pulgadas para este componente en particular.
  • Puede ser costoso, pero no en los cientos de $.

Los condensadores son del orden de unos pocos uF y la carga es una inductancia de entre 50 a 300 uH y unos pocos ohmios.

Hasta ahora estoy pensando en MOSFET de carburo de silicio (grandes y caros pero permiten un buen control) o diodos de avalancha como este ( barato y pequeño). Los tiristores son los que estoy usando ahora, pero estoy tratando de hacerlos más pequeños y, si es posible, más baratos. Por lo que he leído, las vías de chispas y el tubo de descarga de gas tienden a tener una vida útil limitada (lo que no está bien en mi caso).

¿Ves alguna otra alternativa? Me he perdido algo ?

Para voltajes altos, los IGBT son la respuesta, pero 1Kv por 200 amperios equivale a unos pocos cientos de dólares. Podría estar equivocado, ya que los precios de estos módulos bajan cada año. Se utilizan en máquinas de resonancia magnética y trenes Mag-lev. Google IGBT y vea a dónde conduce.
Uh, me temo que los IGBT difícilmente podrían hacer frente a un ancho de pulso de 100 ns. Prefiero ir a comprar algunos MOS de SiC, pueden ser caros pero no tan grandes. Por unos 50€ deberías poder conseguir muchos TO-247 e incluso alguno SMD. En una búsqueda rápida localicé APT80SM120B 1.2kV 190A ID pulsada.
Los SCR activados por lámparas de destello, "LASCR" son la mejor manera, según me han dicho, de obtener cambios altos de dI / dt (y 200A y 0.1 us implica que lo necesita).
¿Está buscando un pulso cuadrado o sería suficiente un exponencial? Los IGBT no son adecuados para esto... incluso la 4ª generación cambiará solo 100ns...
Realmente no me importa la forma del pulso. Sí, pedí este tipo exacto de MOSFET de SiC (APT80SM120B), los probaré la próxima semana, pero, sinceramente, sigo buscando algo más pequeño y/o más barato. Por lo que he visto, los IGBT parecen interesantes, los descarté antes en el proyecto, pero es posible que los esté probando pronto. El ancho de pulso es importante, pero el tiempo de activación del componente no lo es realmente.
Los IGBT son buenos (la mayoría de mis inversores los usan [mosfets, SCR para esos otros casos]). Se trata de elegir los dispositivos correctos para el trabajo. ¿Por qué es importante el voltaje?
También estoy limitado en tamaño también para los condensadores. Por lo tanto, si mis capacitores no cambian y mi voltaje baja, entonces no puedo alcanzar las corrientes que debo lograr. Actualmente siento que puedo llegar a una especie de punto óptimo alrededor de 1,2 KV teniendo en cuenta el tamaño del condensador (cerámica 1,2 KV, Knowles Syfer, 5 por 5,70 mm) y las tecnologías de conmutación disponibles.
No puedo imaginar 100 amperios pasando de un límite de 3uF cargado a 1kV a un inductor de 10uH a 10 pps por solo 100us. PERO puedo esperar unos pocos mA. esquema por favor?
Cree/wolfspeed tiene algunos sicfets nuevos que vale la pena mirar. C2M0045170D como ejemplo. wolfspeed.com/media/downloads/886/C2M0045170D.pdf

Respuestas (1)

Lo que debe hacer para obtener los IGBT utilizables más baratos es comprar un convertidor de frecuencia y desmontarlo.

Un convertidor de frecuencia es un dispositivo que alimenta electromotores. Crea tres ondas sinusoidales acumuladas de pulsos. Opera con pulsos de hasta 80 kHz, por lo que un ancho de pulso de 6 microsegundos no debería ser un problema.

Voltajes de hasta 500V= y corriente RMS de hasta 1kA, según el modelo: los grandes inverter pueden alimentar electromotores de 500kW. Entonces, si está dispuesto a ensuciarse las manos, ¡puede ahorrar dinero en sus IGBT!

No se preocupe si puede encontrar uno que cumpla con sus especificaciones: su pulso es de solo 10 Hz lentos, potencia máxima de 200 kW, a juzgar por sus especificaciones.

Su pregunta final: ¿Existe una alternativa para los IGBT? Para su aplicación, ¡no hay mejor alternativa!

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