Снаббер на медленном диоде, Возможно ли? Опции

[Прохожий]

Сначала суть. Вниманию уважаемого сообщества предлагается снаббер следующей конструкции:
[attachment=22990:attachment]
Это общеизвестная идея. Здесь VD1 - диод с большим временем обратного восстановления.
В теории это должно работать следующим образом:
[attachment=22992:attachment]
Здесь зеленое - напряжение на IGBT, а красное - его ток коллектора.
Как видно из последнего рисунка - закрывание IGBT происходит при низком напряжении, что позволяет снизить динамические потери.
Беда только в одном - таких диодов (типа VD1 из верхнего рисунка) в реальности не существует.
А может существуют?... А я не нашел?
Если кто в курсе - подскажите, пожалуйста.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jul 21 2008, 19:31

[Burner]

Прикольно, конечно.
20ETS08
Какие-нить другие НЧ диоды можно взять, напр. КД203. Однако задержку больше микросекунды вряд ли получишь. Да еще ток надо давать для их открывания. В порядке экономии можно давать ток в диод перед закрыванием транзистора.

[tremor]

40EPS08_IR Если мне память не изменяет, время как раз около 1мкс или наши ДЧ-ХХХ-Х.
Вот только в MicroCap'e 9.0 немогу повторить ваши картинки. И еще немного не понятна выгода от такого решения, потери переключения в этом случае начнут выделятся в диоде, в чем плюс такого решения?

[Guest_orthodox_*]

потери переключения в этом случае начнут выделятся в диоде, в чем плюс такого решения?

У медленных диодов кристалл более "грубый", лучше выдерживает перегрузки. И кроме того, выбираются диоды с "жестким" восстановлением, то есть напряжение начинает существенно нарастать, когда ток совсем прекратится. В такой диод можно и несколько меньше тока давать, чтобы он открылся.
На самом деле свойство жесткости, мягко говоря, неидеально - но разница между типами все же заметна.

Если тред не навеян вот этим : http://www.radioland.mrezha.ru/dopolnenia/hvost/hvost.htm , то на всякий случай даю ссылочку...



Хорошо использовать медленные диоды в обратноходовых преобразователях - 1N4001 GP (пассивированные стеклом, нормированное время восстановления) - вместо звона на обратном ходе может получиться почти прямоугольная полочка "как в учебнике".
С момента закрывания транзистора до момента закрывания диода это работает почти как актив кламп. Но есть небольшое "но" - открывание у них тоже чуть медленнее, потому в начале выброса "иголка", что требует кроме клампера на медленном диоде применять также снаббер для замедления нарастания напряжения на транзисторе. Бывает удобно использовать снаббер во вторичной цепи.

[dinam]

Хорошо использовать медленные диоды в обратноходовых преобразователях - 1N4001 GP (пассивированные стеклом, нормированное время восстановления)

Лет 5 назад тоже применял медленные диоды для этих целей и выбрал 1N4007. Искал у какого диода время восстановления побольше. Чем высоковольтнее диод, тем у него это время больше. Так что вместо 1N4001 1N4007 получше будут. И кстати в форумах эта тема уже поднималась.

[Guest_orthodox_*]

Лет 5 назад тоже применял медленные диоды для этих целей и выбрал 1N4007. Искал у какого диода время восстановления побольше. Чем высоковольтнее диод, тем у него это время больше. Так что вместо 1N4001 1N4007 получше будут. И кстати в форумах эта тема уже поднималась.

Виноват, именно 4007 и использовал... из-за напряжения, нужно было максимальное...
Тема поднималась уже, действительно... но тема хорошая... Картинки радуют глаз, резисторы холоднее намного...

[SAVC]

Виноват, именно 4007 и использовал... из-за напряжения, нужно было максимальное...
Тема поднималась уже, действительно... но тема хорошая... Картинки радуют глаз, резисторы холоднее намного...

Приветствую! Рад видеть тебя.
Расскажи чуть подробнее, пожалуйста. Какую схему применял, результаты?

Посмотрел статью у Семёнова на сайте. Он не объясняет процессы, происходящие в схеме.
Есть результаты одного эксперимента, но сам эксперимент не расписан.
Вобщем, всех карт не раскрывает. Зато, есть ссылка на авторское свидетельство, что наталкивает на мысль: эта статья - просто "засвет" идеи свидетельства.
К тому же, ошибка у него на рисунке 2в - диод D1 включен наоборот.

На рис. 7 не обозначены трансы. Надо думать, левые - это один транс, а правые - другой. Ладно, пусть... Фазировку трансов указал наоборот!

На рис. 6 у дросселей зачем-то поставлена точка - вводит в заблуждение? Вообще, какое-то многоточие нарисовано...
Пытаюсь сейчас смоделировать - оно не работает!!!

Думаю, что должно быть что-то вроде этого:
Пока для одного транзистора. Понятно, что для полумоста будет два таких же.


В архиве лежит скриншот схемы в PSD и сам проект для OrCAD v15.7
Начинает работать, часть тока течёт через диод. Нужно подбирать компоненты схемы.
 hitraya_2.zip ( 54.91 килобайт ) Кол-во скачиваний: 176

[Прохожий]

Спасибо всем ответившим.
Однако, применение 1N4007 для моих токов неуместно. Боюсь его просто разорвет.
Что же касается остальных вариантов, то в качестве медленного диода за основу была взята модель диода 40EPS12. Для достижения результата, полученного в виде рисунков, в исходной модели значительно увеличены параметры TT и СJO. Иначе, ток "накачки" получается очень большой.
Предложение о токе перед закрыванием может привести к чрезмерному усложнению управляющей схемы. Кроме этого, время "накачки" диода током так же имеет значение. Если это время малО, то и задержка так же малА.
Кроме всего прочего, работа стандартных выпрямительных диодов при больших, часто повторяющихся токах реверса, производителем не гарантируется. Поэтому, применение этих диодов в подобных снабберах считаю радиолюбительством.
Речь в стартовом сообщении шла о специальных диодах, которые в полном смысле слова "диод" таковыми, по всей вероятности, уже не являются.
По моим данным 15 летней давности, разработкой таких полупроводниковых приборов занимались в Запорожье в приложениях с GTO.
Допускаю так же, что подобные решения могут быть интегрированы непосредственно в силовые модули ряда фирм. Особенно, если предположить, что ток "накачки" удалось уменьшить до единиц миллиампер.
Вопрос состоял в следующем - может кому доводилось встречать в жизни подобные полупроводниковые приборы?

[dinam]

Не совсем понятна в чем причина опасения использования диодов в таком режиме? Из-за чего диод может вылететь? Напряжения, тока, их скорости нарастания, перегрева? Вы случайно не о transient voltage suppressor спрашивали?

[AlexKLm]

Прохожий! Не идеализируете лы Вы условия в программе? На чем моделируете? Что это за параметры под транформатором изображены?

[SAVC]

Что же касается остальных вариантов, то в качестве медленного диода за основу была взята модель диода 40EPS12. Для достижения результата, полученного в виде рисунков, в исходной модели значительно увеличены параметры TT и СJO. Иначе, ток "накачки" получается очень большой.

Получился "ну очень медленный" диод...
На ум приходят только селеновые столбы

Кроме всего прочего, работа стандартных выпрямительных диодов при больших, часто повторяющихся токах реверса, производителем не гарантируется. Поэтому, применение этих диодов в подобных снабберах считаю радиолюбительством.

Если не превышается допустимая температура кристалла, то всё ОК. Какие ещё есть ограничения?
А это как раз уже не радиолюбительство получается, а супер профи
Тепловой расчёт для импульсных токов.

Мне всё покоя не даёт эта статья с сайта Семёнова. Та схема, с токовым трансом - она, ведь, не будет работать! Единственный вариант - токовый транс использован как дроссель, и ток перепрыгивает во вторичку, когда транзистор начинает закрываться. Появляется дополнительная гибкость к идее схемы с дросселем. Впрочем, увеличить ток накачки диода здесь можно тоже только увеличив индуктивность дросселя в цепи транзистора. Где-то там должна быть запятая...

А вот интересно было бы гнать ток через демпферный диод, пропорциональный рабочему, всё время, пока открыт транзистор. Тогда через диод можно пускать меньший ток, и индуктивность в цепи транзистора можно сделать меньше. Для ШИМ эта идея плохо подходит, но и то, ШИМ можно ограничить снизу и совместить с пропуском импульсов.

Не могу придумать схему для этого варианта. Есть у кого-нибудь идеи?

То есть, я хочу сказать, здесь уже токовый транс будет использован по прямому назначению, а вносимая им индуктивность минимальна.

Упс. Сорри. Схема в начале ветки как раз такая и есть...

А, собственно, что мешает применить такую вкуснятину: IGBT параллельно с MOSFET?
На время выключения работает MOSFET, на нём выделяются изрядные статические потери, но за короткое время, а когда IGBT закрылся, он быстро рвёт ток. Общие потери на MOSFET будут значительно ниже, чем динамические на голом IGBT.
При включении пары сигнал управления подаётся одновременно на оба транзистора. MOSFET очень быстро включается, динамические потери минимальны, потом ток перехватывает IGBT, уменьшая падение напряжения. Это если нужно и можно большие dU/dt. А если нет - просто включаем IGBT, а MOSFET включаем только на время выключения IGBT.
Думаю, это будет лучше извратов с демпферными диодами...

[dinam]

Думаю, это будет лучше извратов с демпферными диодами...

Почему изврат?? Я вижу только плюсы! Легче доставаемый и более дешевый диод, КПД чуть повыше. Сплошные плюсы и не одного минуса

[SAVC]

Вот, например, можно так сделать:


Работает просто изумительно!
Правда, это только пример. Надо оптимизировать

А здесь в архиве лежит сам проект и скриншот схемы в PSD
 hitraya_4.zip ( 48.1 килобайт ) Кол-во скачиваний: 149

Вчера, кстати, несколько файлов забыл положить в архив, вот исправленный:
 hitraya_2.zip ( 62.66 килобайт ) Кол-во скачиваний: 140

Скачали трое, но ни один не отписал об ошибке - проект не запускали, получается? Или что?

Почему изврат?? Я вижу только плюсы! Легче доставаемый и более дешевый диод, КПД чуть повыше. Сплошные плюсы и не одного минуса

Нужен либо токовый транс, либо дроссель.
В любом случае, это добавочная индуктивность в цепь транзистора.
И готовый вряд ли удастся найти - нужно мотать, а это стоит денег.
Полевик достать не сложнее, чем IGBT
Рабочий режим диода трудно посчитать или даже подобрать. Вот, попробуй в примере hitraya-2 выставить режим работы схемы.
А в схеме автора топика потери на диоде слишком велики, она не применима. Диод для неё, кстати, как раз очень трудно достать. Хотя бы найти
А мою схему можно просто брать и делать
К тому же, потери в схеме с демпфером больше, чем в схеме с параллельным MOSFETом.
Сплошные недостатки и ни одного достоинства
Ещё один аргументик - полевик таки предназначен для работы с большими импульсными токами, которые, как говорит Прохожий, вовсе не обязан держать демпфер.

А вообще, надо бы сравнить с реально работающей схемой демпфера.
orthodox, схему в студию!

Сообщение отредактировал SAVC - Jul 29 2008, 08:26

[Прохожий]

Не совсем понятна в чем причина опасения использования диодов в таком режиме? Из-за чего диод может вылететь? Напряжения, тока, их скорости нарастания, перегрева?

Ну хотя бы от ускоренной деградации кристалла и, как следствие, роста диффузионного тока. ПМСМ, поскольку я не очень большой специалист в области физики твердого тела. Но ограничения, накладываемые производителем на реверсивный ток, наводят именно на такие мысли.

Вы случайно не о transient voltage suppressor спрашивали?

То, о чем Вы говорите у меня тоже используется (на рисунке в виде стабилитрона).

Прохожий! Не идеализируете лы Вы условия в программе?

Если и идеализирую, то слегка. Все полупроводники максимально приближены к боевым условиям. А реальную модель устройства здесь не привожу, чтобы уважаемое сообщество не цеплялось за частности. Уверяю Вас, что паразитные индуктивности и емкости на картинку практически не влияют.

На чем моделируете? Что это за параметры под транформатором изображены?

Моделирую в программе на букву О, версия 10 с половиной. Под трансформатором тока следующие параметры: AR - площадь поперечного сечения сердечника, PAT - средняя длина магнитной линии, RATIO - отношение числа витков во вторичной обмотке к числу витков в первичной обмотоке.

Получился "ну очень медленный" диод...
На ум приходят только селеновые столбы

Я думаю, что в реальности такие приборы уже давно существуют и позволяют буржуйским модулям обходиться либо вовсе без RCD снабберов, либо иметь дело с их вырожденными вариантами.

Мне всё покоя не даёт эта статья с сайта Семёнова...

Простите, но на мой взгляд, Вы не те шишки курите. Впрочем, на вкус и цвет...

А, собственно, что мешает применить такую вкуснятину: IGBT параллельно с MOSFET?
...

По-моему, йопнет... Тут одинаковые IGBT PT типа при запараллеливании это делают. А Вы полевик и IGBT в одну телегу запрягаете...

[SAVC]

Простите, но на мой взгляд, Вы не те шишки курите. Впрочем, на вкус и цвет...

Прохожий, давай не будем заводить разговор о шишках, топик не об этом.
К слову, я вообще не курю

По-моему, йопнет... Тут одинаковые IGBT PT типа при запараллеливании это делают. А Вы полевик и IGBT в одну телегу запрягаете...

Мда. Сейчас вот подробненько рассматриваю. И пока не вижу большого выигрыша в потерях...
Поторопился. Хотя, полевик все динамические потери принимает на себя честно
Может быть, нужно посто лучше подобрать режимы и компоненты.
IRG4BC40W не сильно отличается по параметрам от APT28GA60K, а это как раз IGBT PT типа.

 APT28GA60K_A.pdf ( 120.21 килобайт ) Кол-во скачиваний: 318
 irg4bc40w.pdf ( 129.46 килобайт ) Кол-во скачиваний: 248


Завтра ещё покопаю. Поставлю в схему IXGT35N120B. Чтобы всё как у тебя было.
И попробую уменьшить динамические потери.
Какое максимальное dU/dt при включении транзистора закладываешь?
Цепь драйвера использовать только такую или можно изменить?
Можно добавить отрицательное напряжение?

Ну, нет таких диодов! Почему ты думаешь, что они есть?