¿Por qué suenan tanto los drenajes de mi controlador push-pull?

He leído Qué está matando a mis MOSFET , que parece presentar un circuito similar al mío (mi secundario también está conectado al centro y tiene 2 diodos de alta velocidad que se rectifican en una carga de 10R / 400uF)

El transformador es 12:1, mi tensión de alimentación está entre 10v y 25v a ~300mA.

Los transistores se están calentando debido a lo que creo que es una avería por avalancha. He usado dispositivos de 50 V y la imagen del alcance muestra dispositivos de ~200 V. En cada caso, el voltaje de DS suena hasta la ruptura (si hay suficiente energía en el circuito). Me gustaría empujar 10 e idealmente 100W a través de este circuito. Me doy cuenta de que la placa de prueba no es factible para un diseño de 100 W, pero debería hacer 10.

El timbre es a 2.x MHz. Los condensadores de entrada de la fuente de alimentación no son de baja esr ni tienen un valor particularmente alto.

Esquemático Foto Tiro de alcance

¿Cómo es que el voltaje DS del transistor se establece en 50 V (o el rastro naranja no es el voltaje del transistor)?
No sé. Estoy midiendo uno de los desagües con respecto al suelo. He verificado que mi fuente de alimentación emite 24,2 voltios. Mido la fuente de alimentación en VIN/GND da como resultado ~24 voltios. Interesante... He confirmado que el diagrama de devanado es correcto para el transformador.
La fuente de voltaje 2x en sus FET se describe en la misma pregunta que ya vinculó (respuesta de Andy Aka). Todavía no puedo ver cómo este podría ser el voltaje de estado estable, pero una cosa es segura: estos FET no son buenos para su aplicación. Estos FET pobres están condenados a alcanzar sus voltajes de ruptura DS en esta configuración.
Bueno, puedo agregar piezas de SiC de 1200 V que tenemos por ahí, pero eso es tratar un síntoma, no una causa.
Por cierto, parece que sus FET no están conectados al disipador de calor (que se encuentra debajo de la placa de pruebas). ¿Has hecho esto solo para tomar una foto, o esta es la forma en que funciona tu circuito?
@VasiliyZukanov, los transistores son dispositivos de 20 mOhm: conducen 10 amperios, solo necesitarán disipar 2 vatios. No se debe requerir disipador de calor para esta aplicación
Creo que por lo general la resistencia especificada es R O norte - la resistencia cuando el transistor está en conducción estable. Es difícil predecir cuál será la resistencia durante los transitorios (que son relativamente largos en su caso). Además, la potencia disipada en el electrodo de puerta debido a la conmutación no se incluye en este cálculo. No creo que sea la causa raíz, pero creo que sus dispositivos estarán mejor con disipadores de calor (al menos pequeños).

Respuestas (2)

Es por el grifo central. Mire la parte izquierda del transformador solamente.

Tienes dos inductores en serie. Cuando tira de un inductor a tierra, comienza a fluir una corriente y el otro inductor (acoplado magnéticamente) intentará inducir la misma corriente, elevando el voltaje de drenaje del otro transistor hasta que se rompa.

Gracias, ahora para resolver algunos de mis problemas: ¿cómo puedo redirigir/desairear esta energía? Está limitando severamente mi límite de potencia para este diseño. ¿Un diodo rápido desde el desagüe hasta el grifo central? suena derrochador
¿Usar un puente completo?
De todos modos, ese diodo tendría que estar polarizado de manera incorrecta, cortocircuita el transistor.
@jippie, ¿es cierto eso de que el diodo está sesgado de manera incorrecta? El ánodo estaría en el drenaje FET y el cátodo estaría en el grifo central. La corriente viaja desde la derivación central, a través de la mitad del devanado y hacia abajo a través del FET 'ENCENDIDO'. Cuando ese FET se apaga, la corriente necesita un lugar a donde ir, por lo que el diodo proporcionaría un camino sin generar el enorme pico de voltaje.
Este tipo de diseño producirá el doble de voltaje de suministro en los drenajes de cada FET; tratar de cortocircuitar algo por encima de 25 V a la derivación central significa un incendio.
@Peter La corriente a través del diodo contrarrestará el campo magnético del devanado 'activo', reduciendo la potencia de salida del transformador.
@Peter Andy tiene un buen punto en su respuesta: un zener funcionaría mejor, pero disiparía más energía (P = U × I).

Si el voltaje de su fuente de alimentación es de 25 V y el transformador (y la conmutación) fueron absolutamente perfectos, vería 50 V en los drenajes de los MOSFET y eso es un hecho. Sus MOSFET deben tener una clasificación de al menos 100 V.

Imagine que el grifo central del primario es como el punto de apoyo de un balancín; baja un lado a tierra y mágicamente (o no) el otro lado aumenta al doble del voltaje de la fuente de alimentación. Las dos mitades del primario están fuertemente acopladas y esto es lo que obtienes con los inductores acoplados (también conocido como transformador) independientemente del secundario y de la carga que tenga.

El timbre se debe a que el transformador no es perfecto: no toda la energía magnética suministrada a través de la derivación central se inducirá en el devanado del circuito abierto; tiene una inductancia de fuga y un toroide (por ejemplo) es bueno si puede obtener mejor que 98 % acoplamiento.

El 2% que no está acoplado aún toma energía del suministro y no tiene adónde ir cuando ese lado del transformador se abre. Lo que encuentra es la capacitancia de drenaje de circuito abierto del MOSFET y "suena" y este timbre también puede ser mortalmente grave.

Califique sus transistores a un voltaje más alto, aplique un zener de 33 V y un amortiguador de diodo nuevamente al grifo central de cada drenaje (al menos de esta manera puede recuperar un poco de energía).

No estoy convencido de que el voltaje esté limitado a dos veces el voltaje de la fuente de alimentación. Creo que la corriente en la mitad del devanado intentará 'copiar' la corriente de la otra mitad del devanado (sin tener en cuenta la carga por el bien del argumento). Para que la corriente aumente tanto, aumentará su voltaje indefinidamente (teóricamente). Por supuesto, la carga 'domará' este comportamiento un poco, pero no necesariamente al doble del voltaje de la fuente de alimentación.
@Jippie. No, no copiará el actual. La corriente a la que te refieres es la corriente de magnetización que tiene cualquier transformador. Con carga cero todavía hay una corriente de magnetización y esto siempre se necesita en un transformador y no contribuye a la acción del transformador más que como una inductancia de fuga en el corto espacio de tiempo cuando la mitad de los circuitos primarios se abren antes que la otra mitad. se tira a cero voltios (ish), es decir, unas pocas decenas de nanosegundos. Esto provoca el timbre. Una vez que el otro lado ha tirado a tierra, tiene una acción de transformador regular y el "lado abierto" refleja el lado tirado.
@Jippie. Alternativamente, el voltaje promedio en la mitad del primario debe ser igual a cero y eso es un hecho. Lo mismo ocurre con ambas mitades y lo mismo con el par de ellos.
¿Por qué suenan tanto los drenajes de mi controlador push-pull?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v