Прошу помочь объяснить странное поведение диода Опции

[vldmr86]

Во вложении схема. Параллельно ключу стоит диод. Основное время ключ заперт - ток течет через диод. Это режим заряда батареи кислотных аккумуляторов - 4 штуки по 12 вольт. Протекает там от 2 ампер когда АКБ разряжены и снижается до 20 миллиампер когда они заряжены. Далее ток протекает сквозь R311 (0.01 Ома) и идет на АЦП где измеряется.

Когда вся система питается от аккумуляторов ток соответственно течет в обратном направлении - через ключ. В этом режиме теоретически ток может достигать 4.5 ампер. В жизни текут те же 2 ампера. Пока аккумуляторы разряжаются их напряжение снижается. Соответственно опять же в теории ток возрастает и может достигнуть 5 ампер. По крайней мере такие значения были зафиксированы системой на тестах. При этом никаких проблем не было.

Заказчик решил проверить живучесть аккумуляторов. По своей методике он решил разряжать аккумуляторы током 5.5 ампер - в таком режиме они должны прокормить систему в течении часа. Кроме того им удалось побыстрее достигнуть критичной отметки в 43 вольта когда система отключит ключ чтобы спасти аккумуляторы от глубокого разряда и смерти. И вот оказалось что в таком режиме сгорает диод D300.

Я развернул у себя на столе аналогичную систему и вот что обнаружил. Пока через ключ нечет не более 5 ампер - диод холодный. Ну или чуть теплый видимо за счет окружающего воздуха или 35-ой фольги от выводов транзистора. Но при токе 5.5 ампер диод начинает бодро нагреваться - точно не от воздуха. Я понимаю что на переходе мосфета может выпадать 0.077*5.5=0.42 вольта . Это напряжение сравнимо с падением на диоде, но в обратном включении! То есть вроде как диод заперт и ток через него не течет.

При токе 5.7 ампера через ключ диод нагрелся так что помер - замкнулся и обоих направления стол 1.3 Ома. Что я упускаю???

Сообщение отредактировал vldmr86 - Jan 19 2018, 16:51

Прикрепленные файлы

 switch.pdf ( 23.81 килобайт ) Кол-во скачиваний: 149

 

[HardEgor]

Я развернул у себя на столе аналогичную систему и вот что обнаружил. Пока через ключ нечет не более 5 ампер - диод холодный. Ну или чуть теплый видимо за счет окружающего воздуха или 35-ой фольги от выводов транзистора. Но при токе 5.5 ампер диод начинает бодро нагреваться - точно не от воздуха.

Какие конкретно аккумуляторы и какие временные рамки испытаний?
Диод у вас работает на предельном напряжении почти 60В, а шоттки имеют большой обратный ток и он быстро растет с нагревом - попробуйте просто подключить нагрузку на 5.5А, подключить полностью заряженные батареи и подождать(не открывая ключ ), сколько там времени вы отводите на эксперимент - час-другой.

[vldmr86]

Постарался нарисовать схему подробнее. Фактически она на 5 листах формата А4 поэтому все выложить проблематично.
Пока работает источник U1 (напряжение 55 вольт) через половину диода D1 и резистор R1 заряжается аккумулятор. Ток протекает через АКБ, диод D300 и R311. Далее на измерение. Аккумуляторов 4 штуки по 12V. Максимум их удавалось накачать до 13.4...13.6 пока свежие.

Когда источник обесточен, аккумулятор начинает кормить всю систему. Чтобы меньше выпадало на резисторе R1 ток течет через вторую половину D1 далее через нагрузку, R311 на котором уже отрицательное напряжение и АЦП ничего не видит и ключ. На схеме не показано но есть еще канал измерения тока в нагрузку и напряжения на нагрузку. Когда напряжение на нагрузке падает до 43 вольт, оптрон, который тут тоже не показан - закрывает ключ. Рубится сук на котором сидит вся система. Все остывает до включения источника U1. Надеюсь стало понятнее.

Система производится уже второй год и конкретно в таком исполнении отгружено уже более 2000 комплектов оборудования. Сейчас назрела модернизация - освежили собственно сам источник U1. Схема ключей и измерения не менялась. Бралось со склада серийное изделие. Проблем на объектах не было.

Заказчик узнав о модернизации (фактически об изменении изделия) решил провести дополнительные тесты. В том числе аккумуляторов. Решил проверить положенное по ТЗ время автономной работы. Далее лично мне многое непонятно, поэтому рассказываю как услышал от коллег. Заказчик решил что для 9 Ач аккумуляторов "часовой" ток равен 5.5 ампера. Мне этот термин непонятен - я его как данность принимаю. Нагрузили они систему чтобы тек ток 5.5 ампера и стали ждать сколько времени батарея будет разряжаться до тех самых 43 вольт пока не произойдет защитного отключения. А его не произошло потому как диод сдох и ключ порвать цепь не смог.

Диод действительно работает на пределе напряжения - 55 вольт наверняка на него уже попадало. Но вот ток более 2 ампер через него я не наблюдал. В режиме разряда аккумулятора напряжение на нем строго в обратной полярности - то есть нормальное падение на мосфете.

Вот я чувствую что есть какая то у Шоттки особенность с обратным током, но не понимаю с чем ее связать.

Реально греться диод начинает когда падение на мосфете (для диода это обратное напряжение) доходит до 0.4 вольт. При этом ток через мосфет около 5.1 ампера. До этого значения диод практически холодный. А при 5.7 через мосфет диод сдыхает.

Прикрепленные файлы

 switch.pdf ( 9.35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 101