Solución de problemas de falla de retorno de ZVS

Construí un controlador flyback ZVShace un par de meses, funcionó muy bien y asombró a la gente con los arcos que logró crear. Usé 2 MOSFET IRFP250 y los resultados fueron excelentes. Un día quería arcos aún más grandes, y combiné dos baterías de 12 voltios y un arrancador de batería de 12 voltios para 36 voltios y los arcos eran gigantes. Trabajaron durante un tiempo hasta que el inductor comenzó a calentarse. El controlador aún funcionaba (incluso con el inductor caliente) hasta que lo apagué y volví a encender, cuando tuve que reemplazar los MOSFET. Los arcos dejaron de oscilar y parecía que toda la corriente de las baterías iba al inductor. El inductor se puso al rojo vivo y se derritió. Recientemente reemplacé los MOSFET y todo funcionó como antes. Empecé con 12 voltios, y sin problema, pero cuando agregué 24 voltios, sucedió lo mismo que cuando agregué 36 voltios anteriormente. El inductor se calentó mucho, mucho, y cuando lo apagué y volví a encender, sucedió lo mismo. ¡Los MOSFET son de 30 amperios, 200 voltios! así que no sé por qué habrían fallado con solo dos baterías de 12 voltios.

¿Cómo puedo evitar que esto vuelva a suceder y qué podría haber salido mal? (Realmente no creo que estuviera consumiendo 30 amperios, pero supongo que si fallaron, lo hizo).

¡Quiero identificar mi problema porque no creo que sea bueno seguir reemplazando mis MOSFET solo para que se quemen nuevamente!

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¿Reemplazó el inductor derretido o simplemente intentó solucionarlo?
rebobiné el alambre
Sospecho que tal vez otro componente se haya debilitado causando la desaparición prematura de los MOSFET de reemplazo. Un circuito estaría bien.
Los diodos hacen una declaración de diodos rápidos ; cuales usaste?

Respuestas (2)

Los MOSFET son sensibles a los voltajes que superan sus valores nominales.

Cuando apaga el dispositivo, es muy probable que la bobina inductiva haya generado un EMF inductivo de voltaje lo suficientemente alto como para dañar los MOSFET. Después de todo, la energía eléctrica almacenada en un inductor tiene que salir de alguna parte: cuando se apaga, la energía encuentra un camino u otro para descargarse, y los voltajes resultantes pueden ser considerablemente más altos que el voltaje original a través del inductor.

Una solución genérica para los problemas de EMF posterior del inductor es aplicar un diodo invertido a través de la bobina o, en este caso, posiblemente a través de los MOSFET. No dependa del diodo del cuerpo de los MOSFET para proporcionar una ruta de descarga, ya que los diodos del cuerpo rara vez tienen las características adecuadas para funcionar como una ruta de descarga de alta energía.

Hay muchas formas en que su circuito puede explotar mosfets. El ZVS Royer comenzó su vida con BJT hace muchas décadas. Los MOSFET son mejores que los BJT en estos días, pero debe trabajar un poco más para obtener cierta confiabilidad. Primero, debe ejecutar el circuito en una fuente limitada de corriente, como un suministro de laboratorio o, en su defecto, una gran resistencia idiota. Esto detendrá las cosas y permitirá seguir trabajando. Ahora analice cada fuente de drenaje de cada pie y debería ver una onda sinusoidal rectificada de media onda. Las formas de onda de drenaje deben ser las mismas si su bobina tiene la simetría adecuada. No debe haber parásitos. Si hay resistencias de puerta de uso para mejorar esto. Los parásitos pueden significar y significan una mayor disipación de energía y un aumento de los picos de voltaje. El voltaje de drenaje pico esperado bajo operación de estado estable es Pi * los voltios de suministro. Mida su consumo de corriente bajo esta operación de estado estable y calcule la potencia total que se está desperdiciando. La mayor parte de la energía desperdiciada va al transformador y los mosfets. Ahora mida su corriente de drenaje con un CT u otro medio rápido. Estudie la forma en que la corriente del mosfet interactúa en el osciloscopio con el voltaje de la fuente de drenaje y debería observar que la conmutación a bajos voltios significa pérdidas de conmutación bajas. Si obtiene una conmutación deficiente, rediseñe el circuito de accionamiento. El circuito de accionamiento que uso es más complejo, pero significa que no se necesitan disipadores de calor en los FET. Ahora puede sustituir la resistencia idiota por un convertidor reductor que tiene limitación de corriente y preferiblemente arranque suave. Estudie la forma en que la corriente del mosfet interactúa en el osciloscopio con el voltaje de la fuente de drenaje y debería observar que la conmutación a bajos voltios significa pérdidas de conmutación bajas. Si obtiene una conmutación deficiente, rediseñe el circuito de accionamiento. El circuito de accionamiento que uso es más complejo, pero significa que no se necesitan disipadores de calor en los FET. Ahora puede sustituir la resistencia idiota por un convertidor reductor que tiene limitación de corriente y preferiblemente arranque suave. Estudie la forma en que la corriente del mosfet interactúa en el osciloscopio con el voltaje de la fuente de drenaje y debería observar que la conmutación a bajos voltios significa pérdidas de conmutación bajas. Si obtiene una conmutación deficiente, rediseñe el circuito de accionamiento. El circuito de accionamiento que uso es más complejo, pero significa que no se necesitan disipadores de calor en los FET. Ahora puede sustituir la resistencia idiota por un convertidor reductor que tiene limitación de corriente y preferiblemente arranque suave.

Utilicé una fuente de corriente de modo de conmutación de trampa S usando componentes discretos, pero puede elegir un chip si le resulta más fácil. Esta habilidad de pretorcer el ZVS ROYER no es nueva, de hecho, la tecnología lineal tiene un chip que hace esto para las viejas retroiluminaciones de LCD de floro.