Ich hätte da gerne mal wieder ein Problem. Es geht um einen Vollbrücken-Gegentaktwandler, der mal als 230V-Rechteckwechselrichter (ggf. später auch Sinus) dienen soll. Layout habe ich in Ausschnitten mal angehängt, Polygone aus Gründen der Übersicht nicht gezeichnet. Die Brücke ist mit 80V/3mOhm-Mosfets aufgebaut, Trafo ist dieser hier: http://www.datasheets360.com/pdf/837225297988912458 Dahinter ein Brückengleichrichter und 4x 400V/120µF als Zwischenkreis. Eine weitere Last hängt da momentan nicht dran, abgesehn vom Spannungsteiler (300k) für die Zwischenkreisspannungsmessung. Die sekundärseitige Vollbrücke ist nicht bestückt. Wenn ich die Schaltung ohne Gleichrichter (d.h. Sekundärseite des Trafos hängt in der Luft) in Betrieb nehme (an 30V vom Labornetzteil) funktioniert alles wunderbar, Stromaufnahme knapp 0,2A. PWM mit momentan 40kHz kommt von einem PIC18. Gate-Spannungen sehen wunderbar aus, rise 180ns, fall <100ns. Daraus schließe ich dass Brückenschaltung und Ansteuerung grundlegend in Ordnung sind. Sobald ich den Brückengleichrichter einlöte, steigt die Zwischenkreisspannung auf 280V an, ABER: a. Die Stromaufnahme steigt auf gut 1A an. b. Der Gleichrichter erwärmt sich überraschend stark auf etwa 55°C, obwohl ja sobald der Zwischenkreis voll ist kein nennenswerter Strom mehr fließen sollte. c. Die knapp 30W Leistungsaufnahme werden anscheinend zu großen Teilen in den (primärseitigen!) Mosfets in Wärme umgesetzt, denn die fangen relativ schnell an sich auszulöten?! Was ist da falsch? Mir ist vollkommen schleierhaft wie dieses Verhalten zustande kommt, Hilfe wäre toll.
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Der Gleichrichter ist zu schlecht für deine schaltfrequenz und die Primäre ansteuerung fängt schon bei 30W an sich auszulöten. Flip
Achja viele der Leitungen sind selbst für 1A deutlich zu klein, und was du bei der Mosfetansteuerung falsch machst kann man mangels informationen ja nur raten.
Zu schlecht heisst zu langsam? Handelt sich um diesen hier: http://www.farnell.com/datasheets/1719736.pdf Im Datenblatt steht leider nichts zu den Schaltgeschwindigkeiten, aber SMPS wird als Anwendung genannt. Gibt es denn was besser passendes in idealerweise der gleichen Bauform?
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Wie geschrieben: Im Screenshot sind die Polygone damit es übersichtlich bleibt nicht gezeichnet. Die Leitungen sind deutlich dicker. Habe nochmal einen Screenshot mit Polygonen angehängt. Die Gate-Ansteuerung habe ich so schon bei mehreren Projekten gemacht und das gab nie Probleme: ADUM4223 (isolierter 4A Halbbrückentreiber), 3,9Ohm Gatewiderstand, Versorgung mit galvanisch getrennten 12V aus einem Traco DC/DC mit 47µF am Ausgang. Die Gates habe ich mir mit dem Oszi angeschaut und die genannten meiner Einschätzung nach guten Schaltzeiten von 180ns on und <100ns off gemessen.
Der Gleichrichter geht wohl nicht weit über Netzfrequenz, ist als Primärgleichrichter in SMPS gedacht. In dem Gehäuse was schnelles finden wird sehr schwer. Bei Schaltungen ist es üblich diese nicht in Textform weiterzureichen. Dafür gibt es Schaltpläne. Da die ja aber top secret sind.... "Ich habe ein auto gebaut, BMW V6-Motor (190Ps), Lenkrad, Bremspedal, Karosserie in Rot (Zur anschaulichkeit nur türen dargestellt) Reifen (5mm Profil. Warum fährt es nur rauchend und langsam rückwärts?" Flip
Okay, das hilft mir schonmal weiter. Ich habe mal nach passenden Gleichrichterdioden gesucht, was wäre davon zu halten? http://www.farnell.com/datasheets/1524898.pdf tyical recovery time 17,5ns klingt doch ganz gut. Die dürfte man für erste Tests auch halbwegs vernünftig auf der jetzigen Platine unterbringen können.
Neue schnelle Gleichrichterdioden sind bestellt und werden bald getestet. Kann mir mal noch jemand den Zusammenhang zwischen dem zu langsamen Gleichrichter sekundärseitig und den heiß werdenden Mosfets primärseitig erklären? Das ist mir noch nicht ganz klar.
Die Primärseite ist schlichtweg so schlecht designt dass sie schon bei der geringen leistung überhitzt. da das ja aber alles hochgeheim ist kann man nur raten woran es liegt.
Flip B. schrieb: > Die Primärseite ist schlichtweg so schlecht designt dass sie schon > bei > der geringen leistung überhitzt. da das ja aber alles hochgeheim ist > kann man nur raten woran es liegt. Ich habe weiter getestet, jetzt mit diesen Dioden (650V/8A Ultrafast): http://www.infineon.com/dgdl/DS_IDV08E65D2_1_1.pdf?folderId=db3a304314dca38901151224afae0c96&fileId=db3a30433d68e984013d6956ef27064a Und siehe da, die Schaltung lief erstmal so wie sie sollte, wenn auch immer noch ohne Last. Stromaufnahme im Leerlauf mit den neuen Dioden etwa 150mA, und der Zwischenkreis ist praktisch sofort auf Nennspannung. Mosfets bleiben kalt. Irgendwas ist allerdings nach wie vor im Argen, denn zwei davon sind nach wenigen Minuten gestorben. Habe für weitere Tests jetzt nochmal eine Nummer größer (1200V/60A) bestellt, sind aber noch nicht geliefert.
Ergänzung: "zwei davon" = zwei von den neuen schnellen Gleichrichterdioden. Dazu nochmals der Hinweis darauf dass die Gate-Verläufe in Ordnung sind. Den Rest der Primärseite habe ich doch komplett gezeigt.
Es geht um den Schaltplan, nicht um das Layout. Du benutzt Eagle, also wollen wir das Bild mit den grünen Linien und den roten Bauteilen. Der Grund für das Ableben der Dioden könnte sein dass dein Trafo keine Snubber hat. Mess doch mal die Spannung an einem Primäranschluss des Trafos bzw. auf der Sekundärseite. Du wirst überrascht sein was da so los ist.
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Okay, gerne. Den Leistungsteil habe ich als PNG angehängt, da ist auch die Gate-Ansteuerung mit drauf. Danke für den sehr guten Hinweis mit den Snubbern. Tatsächlich habe ich primärseitig mit dem Oszilloskop bei 30V Versorgung Peaks bis 70V messen können. Sekundärseitig habe ich noch nicht mit dem Oszi gemessen, werde ich aber definitiv noch nachholen. Das klingt für mich nach einer ziemlich wahrscheinlichen Ursache für das Diodensterben.
txg schrieb: > Kann mir mal noch jemand den Zusammenhang zwischen dem zu langsamen > Gleichrichter sekundärseitig und den heiß werdenden Mosfets primärseitig > erklären? Das ist mir noch nicht ganz klar. Das ist ein Klassiker bei Schaltnetzteilen. Wenn die Dioden zu langsam sind (du bist nicht der erste der da 50Hz-Dioden verwendet) sperren sie nicht sofort sobald die Brücke umschaltet. Die Folge ist ein Recovery-Strom rückwärts durch die Dioden. Gemeinerweise macht der sich aber in den Schaltern eher bemerkbar als in den Dioden. Bisher selber nur bei Stepup-Wandlern beobachtet aber auch mit Trafo dazwischen sollte die Ursache die selbe sein. Lösung: Dioden mit sehr geringer Recoveryzeit (trr).
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