Power Electronics

Разновидности RCD-цепочки

Недавно ремонтировал "Технотрон" DC250.33 г.Чебоксары (см. тему "Надёжная, безопасная работа и конструктив заводских девайсов")
Что удивило. так это полное отсутствие снабберов или каких-либо заменяющих их элементов. Питание инвертора осуществляется от 3-х фазной сети 380В (=540В). Топология "косой" мост. Транзисторы IRGPS40B120U - по 4шт. в плече, соединённых параллельно и диод DSEP30-12CR - по 1шт. в плече. Может кто встречал девайсы без снабберов?

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

привет всем!
уважаемые, позвольте вопрос.
если представить что в "косом" вместо трансформатора стоит чисто активное сопротивление, в этом случае необходимость применения снабберов, хотябы RCD, сохраняется? или они актуальны только при реактивной нагрузке?

ИМХО принципиально ничего не изменится, только включение без индуктивности рассеяния станет еще более жестким, но рассматриваемые тут снабберы ориентированы на облегчение вЫключения - его задача разнести во времени ток и напряжение в процессе коммутации.
Кроме того, нагруженый током транс имеет совсем небольшую реактивность и ключ коммутирует почти активное сопротивление.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Пока готовил ответ Трибун уже опередил, но всё равно выкладываю.
Как известно, любой транзистор ИЖБТ или МОСФЕТ (ключ) имеет два статических состояния – «открыт» и «закрыт». При переходе ключа из состояния «открыт» в состояние «закрыт» (и обратно) транзистор проходит активные участки. Время включения/отключения на практике достигает десятков, сотен, а иногда и тысяч нс (марка, экземпляр транзистора). В эти моменты на транзисторе выделяется большая мощность, разогревающая кристалл п/проводника, что может привести к его повреждению. Для лучшего понимания этого процесса представьте два последовательно соединённых резистора, например, один с постоянным сопротивлением 1кОм, а другой переменный от 1 Ом до 1Мом (примерный аналог ключа), подключенных к источнику питания 310В. Посчитайте ток в цепи и рассеиваемую мощность на переменном резисторе. Мысленно, на бумаге придавайте разные значения сопротивления для переменного резистора от 1Ом до 1МОм, при этом вычисляя выделяемую мощность. Может быть, результат Ваших вычислений Вас удивит.
Так вот, снаббер отбирает часть этой мощности на себя (при переключениях), не давая выделиться на кристалле транзистора, чем спасает его от повреждения. Есть много разновидностей снабберов с которыми Вы можете ознакомиться на настоящем сайте, инете, прочитав соответствующую литературу. Здесь, в упрощённом варианте рассказал как смог, так что не пеняйте .
Прочтя инфу на сайте, инете, посты Трибуна и мой выводы делайте сами - нужен не нужен
Ессно, если транзюков стоит "баян", то может оказаться, что выделяемая мощность на ключах не превысит максимальную для данного типа транзистора (Технотрон).

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

+1 недавно имел дело со сварочником Кондор, моноблочная конструкция, т.е. мне его принесли без корпуса, без проводов, без ничего. Снабберы отсутствовали. Интересно сделан трансформатор: катушка ничем не закреплена с сердечником, для фиксаци в промежуток всунута полоска текстолита, но тем не менее катушка болтается

_________________
Внимание! В документации EPCOS на сердечник ETD29 допущена ошибка: на стр.2 в таблице "Gapped" для материала №87 при зазоре 0,2мм коэффициент индуктивности не 383 а 483!

Трибун, Maikl, большое спасибо что уделили внимание!
я этот вопрос задал не просто так. уже давно изучаю эту тему.
[/code]
уже давно попробовал... с этим все понятно.


А вот с этого момента поподробнее. это ответ на еще один вопрос, который я постеснялся задать. спасибо Трибун. изучая все, что здесь написАли умные люди, прихожу к выводу что наиболее эффективен регенеративный снаббер. но когда я наконец разобрался (как мне кажется) как он работает, то меня смутила одна весч. если я правильно его понял, то он никак не компенсирует активную составляющую тока. а ведь она может быть очень велика в зависимости от нагрузки на вторичке. где я начал "плавать" ?

solovey-NS
Под эффективностью можно разные вещи понимать. Например при достатке времени на подготовку RCD снаббер перехватывает нагрузку ключа почти на всем протяжении переключения. Это эффективно по отношению к регенерату, который в этом плане отстает из-за внутренних потерь при регенерации и часть траектории не снаббируется. Небольшая часть.
С третьей стороны регенерат не переводит свою деятельность в тепло, в чем он эффективнее RCD.
Иначе говоря, по КПД рулит регенерат (значительно), а по защите ключа - RCD (незначительно).
Теперь об активной составляющей (от типа снаббера не зависит). Задача конденсатора снаббера - временный перехват на себя коммутируемого тока и величина этого тока есть ток активный + ток намагничивания. Что больше? Щас сравню в модельке с нагрузкой и на ХХ токи через емкость...

Тут управление ключем и токи через емкость RCD под нагрузкой и на ХХ. Видно, что емкость перехватывает в основном ток нагрузки.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

просто я полагал что емкость в RCD временно перехватывает коммутируемый ток (активный + намагничивания), а емкость в регенеративном - только намагничивания. потому и взяли меня сомнения, как регенеративный может облегчить жизнь ключа в момент выключения больше чем RCD. может я заблуждаюсь?
а про тепло согласен был сразу.

solovey-NS
На момент выключения, в обоих снабберах емкости выполняют одну и ту же фукцию. Разница лишь в том, что один при этом заряжается, а другой разряжается. И еще, в RCD емкость шунтирует ключ только через диод, а в регенерате еще и через блокирующую питание емкость. В принципе сам фазовый сдвиг между током и напряжением, есть проявление реактивности снаббера, но перехватывается то активный ток нагрузки.
А вот восстановление происходит принципиально по разному. В RCD это просто разряд емкости через ключ и резистор с выделением тепла в последнем. В регенерате восстановление основано на ударном возбуждении контура из дросселя и емкостей (в этом случае они соединены последовательно). Потери тепла отсутствуют, но есть потери в контуре с конечной добротностью и есть конечная величина "удара" в виде конечной скорости включения ключа. Регенерат при восстановлении чуток недобирает, вольт 15-25.

Еще надо добавить, что оба снаббера при восстановлении добавляют импульс тока ключу в момент включения.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

может тогда в регенеративном всетаки не только разряжается, но еще и перезаряжается в другую сторону?если так, то кажется я начал догонять в чем дело. просто я рассматривал единичный импульс. а если инвертор только стартанул, то на момент выключения ключей после первого импульса в рененеративном еще нет энергии для его работы. она появляется после закрытия ключей и размагничивания трансформатора. далее новый импульс, восстановление с перезарядкой и к моменту закрытия ключей уже на втором импульсе снаббер готов отработать. тоесть при первом импульсе ключам приходится потерпеть, пока снаббер "раскачается". теперь верно понимаю?

В момент включения ключей (синий) открывается D11 и контур L3C1C17, получив ударное возбуждение, делает пол-периода колебаний, далее D11 закрывается обратным током дросселя L3 (красный). За эти же пол-периода напряжение на конденсаторах меняет фазу на противоположную (зеленый). Зеленый сдвинут по уровню на величину питания. Это произошла регенерация.
А при выключении ничего особенного...

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Коллеги
Пожалуйста, дайте ссылку по расчёту (если он существует) элементов МультиГираторного регенеративного снаббера. Цель - пересчёт элементов снаббера для опробования в топологии "косой" мост сварочного аппарата "Технотрон" DC250.33. Результаты будут выложены здесь

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Не знаю такой ссылки, все по модельке. В принципе величины емкостей давал В.Володин в FAQ к RytmArc, но это максимальные величины для минимума пика мощности выключения, практически эти емкости можно корректировать в минус по пику мощности выключения до 1,5кВт.
Далее задаемся временем регенерации (мин. длительносить импульса) и вычисляем L, чтобы в это время уложились полпериода (емкости последовательны).
При известных LCC смотрим в модельке ток** диодов и выбираем их и дроссель. На RC демпфер четких рекомендаций нет, но обычно незадемпфированую частоту звона сначала уменьшают в 3 раза емкостью, затем к ней подбирается резистор по приемлемому затуханию звона.
Возможно эти словеса и можно облечь в матеманику

**наверняка и ток считается, но навскидку не скажу - там характеристическое сопротивление контура надо знать.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

"..То я знаю.."(С)- http://www.samopal.su/node/15