Patadas de rectificador de convertidor de puente completo

Flagelando a los FRED

Los convertidores alimentados por voltaje con aislamiento de transformador exhibirán repiqueteo en el secundario. El timbre es causado por inductancias y capacitancias parásitas en el circuito, siendo los elementos dominantes la inductancia de fuga del transformador ($L_ {\text {Lk}}$) y capacitancia de unión ($C_j$) de los diodos del puente. La hoja de datos del diodo muestra$C_j$de 32pF. Voy a hacer una conjetura ingenua en$L_ {\text {Lk}}$de 500nH, pero habrá que medirlo para saberlo realmente. Entonces, un LC de 500nH y 32pF es lo que debe ser rechazado.

La amplitud de pico sin desaire será$2 n V_ {\text {in}}$, dónde$n$es la relación de transformación del transformador y el factor de 2 es lo que obtienes para una resonancia Q alta.

Hay diferentes tipos de amortiguadores de tensión; Sujeción, transferencia de energía resonante y disipativa. Los tipos de sujeción y resonante requieren más piezas y cierta participación de interruptores activos, lo que creo que los hace poco prácticos para este caso. Por lo tanto, solo voy a cubrir los amortiguadores disipativos porque son los más simples y funcionan bien con interruptores pasivos (como diodos o rectificadores síncronos).

La forma de amortiguador disipativo que cubriré es una serie RC colocada en paralelo con cada diodo puente.

Algunos datos sobre los amortiguadores RC:

• Se trata de igualación de impedancia. No puedes elegir el valor de la resistencia amortiguadora$R_d$. El LC parásito determina eso para usted por la impedancia característica Zo.
• Puedes elegir el valor de la tapa del amortiguador$C_d$. Eso es importante ya que el valor límite establece la pérdida del amortiguador ($P_ {\text {Rd}}$)como$C_d F V^2$. Donde V es el voltaje del pedestal y F es la frecuencia de conmutación. La tapa del amortiguador debe proporcionar una baja impedancia en la resonancia LC de los parásitos, por lo que debe ser varias veces$C_j$.

Algunas pautas y qué esperar de los amortiguadores RC:

• Para$L_ {\text {Lk}}$de 500nH y$C_j$de 32pF, Zo será de 125 ohmios. Asi que,$R_d$sería 125 para que coincida con Zo. Puede que tenga que afinar esto un poco ya que$C_j$es no lineal y cae con voltaje inverso.

• Elección de la tapa del amortiguador$C_d$: Escoger$3 C_j\leq C_d\leq 10 C_j$. Los valores más altos en el rango proporcionan una mejor amortiguación. Por ejemplo,$C_d$de$3 C_j$resultará en un pico de voltaje de diodo de$1.5 n V_ {\text {in}}$, tiempo$C_d$de$10 C_j$resultará en un pico de voltaje de diodo de$1.2 n V_ {\text {in}}$.

• El rendimiento del amortiguador disipativo no mejorará para$C_d$valores mayores que$10 C_j$.

Pérdida de potencia$P_ {\text {Rd}}$, con un voltaje de pedestal de 1250V y F de 50KHz.

• Si$C_d$es$3 C_j$o 100pF,$P_ {\text {Rd}}$=$C_d F V^2$o 7.8W.
• Si$C_d$es$10 C_j$o 330pF,$P_ {\text {Rd}}$=$C_d F V^2$o 25,8W.

$C_d$de$10 C_j$brinda la mejor amortiguación con un voltaje máximo de 1.2 veces el voltaje del pedestal, pero puede ahorrar algo de energía con tapas de amortiguamiento más pequeñas si puede soportar el voltaje máximo más alto.

Este es un problema de snubbering clásico. Un diodo no puede pasar instantáneamente de conducción a bloqueo; la carga en la unión PN debe eliminarse, y un amortiguador RC en cada diodo debería ayudar con esto.

Solía ​​diseñar arrancadores suaves industriales y en las unidades de media tensión tuvimos mucho trabajo de diseño en torno a este aspecto en particular. Ha pasado mucho tiempo desde que trabajé en esta industria en particular, por lo que no recuerdo los valores del amortiguador, pero probablemente comenzaría con 0.1uF y tal vez 49 ohmios y vería dónde comienzan a temblar las cosas a partir de ahí.

¡Corriente de recuperación inversa de 60 A! (de la hoja de datos) Eso tiene que ir a alguna parte...

Al igual que Andrew Kohlsmith, mi primer pensamiento sería un amortiguador RC en CADA diodo, pero soy reacio a dar esa respuesta a menos que pueda encontrar precedentes con una potencia similar. Andrew parece tener la experiencia para hacer ese juicio; al no haber trabajado en energía industrial, ¡no lo hago!

Pero hagamos algunos números: como su corriente directa promediará algo así como 25A (8kw, 350V) usemos el mismo valor para Irm - 25A * Trr=230ns da una carga almacenada aproximada de 5.75 uC, que cargaría un capacitor de 0.1uf a un 57V más manejable. Pero 25A * 49R es un poco alto (!) - este cálculo crudo sugeriría 4 ohmios (o incluso 2) en lugar de 49 como punto de partida para la resistencia amortiguadora.

Repito: no he trabajado en energía industrial, así que eso es lo que me dicen los números. Agradecería el comentario de Andrew dados estos números.