Имеется схема, фрагмент которой показан ниже:



Трансформатор маломощный. Ток короткого замыкания по вторичной обмотке 240 вольт равен 0,5 ампера амплитудного значения. Выпрямительный мост RC207.
Тиристор после моста регулирует напряжение до которого заряжается электролит (два режима: либо максимальное выпрямленное, либо 40...70 вольт). Тиристор на выходе открывается при работе нагрузки.
Нагрузкой является вертикальная стойка IGBT c резонансным контуром на своем выходе.
Проблема состоит в том, что достаточно часто наблюдаются выходы из строя выпрямительного моста (пробой). Измерения напряжений и токов этого моста не выявило даже близких предельным для него значениям. Импульсные токи заряда электролита не превышают указанных 0,5 ампера, а напряжений более киловольта (мост рассчитан на 1000 вольт амплитудного значения входного напряжения) в схеме вообще нет. При штатной работе мост совершенно холодный.
Я в некотором недоумении...
Попытка замены на RS407 ни к чему не привела.... Вчера после 5 суток прогона был пробит и такой мост.
Что это?

А откуда известно о 0.5А?

Тремя способами.
1. Обычный тестер в режиме амперметра в качестве КЗ трансформатора
2. Резистор 1 Ом в качестве токосъемного между трансформатором и мостом в работающей схеме.
3. То же что и 2., но в качестве токосъема использован 5 амперный аллегровский датчик тока (на Холле).

ЗЫ. Я говорил о ПРОБОЕ, а не о токовой перегрузке. Дело в том, что трансформатор защищен термопредохранителем, поскольку малая мощность трансформатора не позволяет применить токовый. Поэтому при пробое моста внутреннее сопротивление трансформатора ограничивает ток пробоя до срабатывания предохранителя и в результате я получаю "характерные" экземпляры полупробитых мостов с пробивным напряжением в диапазоне 20...150 вольт.

Когда наступает пробой? При включении, при выключении или в процессе работы? Конденсатор разряжается полностью при работе нагрузки? Схема похожа на конденсаторную сварку с дозировкой энергии.

Сообщение отредактировал wla - Oct 30 2012, 10:31

может быть, попробовать поставить последовательно с первым тиристором дросселек? И Конденсатор будет резонансно перезаряжаться, и ток медленней меняться...

Кстати, зачастую для резонансых инверторов требуется именно источник тока (хотя Вы не указали, какой именно у Вас инвертор в нагрузке)

Пробой наступает в процессе работы.
Это не сварка.
Это такой специальный прибор с довольно распространенным названием "деактиватор".
У него есть два режима: зондирование и деактивация.
Конденсатор при зондировании разряжается процентов на 20, а при деактивации полностью. Деактивация происходит примерно 20 раз за сутки (режим тестирования), а зондирование непрерывно с частотой 150 Гц, длительность импульса накачки 1 мс. Деактивация резонансна, накачка - нет.


Я так понял, что Вы подозреваете выброс от индуктивности рассеяния трансформатора?
Тогда почему я его не вижу и опишите физику его появления? Тиристор не способен рвать ток, он сам закрывается при нулевом токе.
Заряд конденсатора в режиме накачки (низкое напряжение) происходит фазоимпульсным методом. Таким образом, отпирание тиристора происходит во второй половине полуволны на спадающем напряжении при токе через мост равном нулю.

Я думаю, что большой импульсный ток заряда конденсатора при сильной его разрядке (а если еще и периодически такое происходит) может пробить диод

Да, коллеги, я забыл сказать, что до сих пор (до попытки замены на 4 амперный 1000 вольтовый мост) я грешил на качество поставляемой комплектации...
В принципе, это возможно и есть причина.




Ток не может пробить диод. Ток может его термически разрушить. Пробивается диод ОБРАТНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ.
Импульс тока легко измеряется. Я уже писал, что он не превышает 0,5 ампера, что в 4 раза меньше ДОЛГОВРЕМЕННОГО допустимого для 207-го моста и в 8 раз - для 407-го...

А расстояние между трансформатором и мостом, между мостом и тиристором, между тиристором и конденсатором какие? Ток разряда конденсатора тоже хотелось бы знать?

Трансформатор тороидальный внешним диаметром 75 мм. Расположен в вырезе на углу печатной платы устройства. Печатная плата примерно 150х150 мм. Длина проводников от трансформатора до моста примерно 50...60 мм. Проводники скручены. Между мостом и тиристором и тиристором и конденсатором расстояния не более 20...30 мм. Ток разряда конденсатора примерно 20 ампер в пике импульса при деактивации. Ток в резонансном контуре на выходе вертикальной стойки в этом режиме достигает 160 ампер. Но длительность разрядного процесса всего около 4 мс.

К делу не относится, но так не бывает. Откуда тогда берётся зарядный ток?
А Вы не пробовали зашунтировать электролит плёночным хотя бы на 0.1-1мкф? Или сам мост. Может быть, большое ESR конденсатора на подавляет импульсные наводки от разрядного тока и в цепи возникают высоковольтные спайки?

Извините, я неудачно выразился. Имел ввиду, что в момент отпирания тиристора невозможно мгновенное нарастание зарядного тока из-за индуктивности рассеяния вторичной обмотки.

По поводу шунтирования электролитов пленкой.
Нет, не пробовал. Попробую.
Но можно немного поподробнее о "высоковольтных спайках". Я не вполне понимаю каким образом возникнет ЭДС приложенная к мосту таким образом, что в 2,5 раза превысит напряжение с трансформатора.
И еще вопрос. Как Вы предлагаете шунтировать мост? Каждый диод моста?

Повреждение диода в обоих случаях происходит термически. При превышении обратного напряжения предельных значений обратный ток резко возрастает, и на переходе выделяется тепловая мощность, которая собственно и разрушает переход.

Поэтому, надо проверять работу моста и при прямых значениях, и при обратных. Бог знает, что у вас там творится. Может, из стойки выбросы лезут через тиристор. В резонансе.

кстати, электролит после моста в рабочих условиях не может перезаряжаться отрицательно? А то в таком режиме диоды-то и открыты... А вы говорите у вас там десятки ампер...

Ну не стоит уж так...
Хорошо, уточню алгоритм и физику работы устройства по выходу.
При деактивации происходит следующее:
1. Заряд электролита до напряжения примерно 280 вольт через открытый первый тиристор.
2. Первый тиристор закрывается, а второй открывается.
3. Открывается верхний транзистор вертикальной стойки на нагрузку из последовательно соединенных катушки деактивации и пленочного конденсатора 10 мкФ 630 вольт.
4. Контроллер устройства отслеживает ток через контур и переключает стойку таким образом, чтобы поддерживать подкачку энергии из разрядного электролита в контур.
5. Когда амплитуда тока падает до некоторых минимальных значений процесс прекращается.
Я хочу отметить, что процент выхода из строя у готовых изделий - порядка 10...15%, а остальные 85...90 работают... Общий тираж уже перевалил за 1000 экземпляров.
Т.е. проблема не носит тотальный и явный характер. В этом и сложность.
Напряжения по всем сечениям схемы я проверял... Никаких обратных напряжений на электролитах нет и быть не может. Резонансный процесс идет только в контуре.
Хотя может я чего то и не понимаю...

Не факт. Про обычные кремниевые диоды (не стабилитроны) утверждать не буду, но вроде как они тоже просто пробиваются. А диоды Шоттки, как известно, пробиваются именно напряжением (при практически сколь угодно малой энергии пробоя).