Problemas con la eficiencia y el calor en un rectificador

La recuperación inversa de sus diodos influye en la disipación de potencia en su aplicación, pero en este caso es muy poco probable que sea la causa principal de la pérdida de potencia / eficiencia. Podría comenzar comparando un rectificador rápido con su rectificador actual. VUO52-16NO1 y mucho más rápido VUE130-12NO7 son una buena comparación.

Mientras ganas pérdidas de conmutación más bajas en el VUE130, la pérdida de potencia en realidad está dominada por la diferencia en Vf en tu aplicación (que asumo es un alternador del tipo de automóvil). El VUO52 tiene un Vf de solo 1.4 V para una pérdida total del puente de aproximadamente 160 W a 60 A, y el VUE130 tiene un Vf de 2.7 V para una pérdida total de aproximadamente 320 W a 60 A. Es poco probable que las pérdidas de recuperación inversa para el VUO52 superen los 16 W. Debido a que tiene un condensador de filtro de salida grande, los diodos ingresan a la recuperación inversa justo después del pico de cada voltaje de fase, pero si ya se ha reducido a cero Dejar caer la carga almacenada considerablemente. Sí, habrá un flujo de corriente inversa, pero insignificante en comparación con If máx. Esto puede valer la pena leyendo para ti.

Podría usar diodos Schottky rápidos y de bajo Vf para reducir las pérdidas de voltaje. Por ejemplo, el APT60S20B o el VS-100BGQ100 (más apropiado porque se puede atornillar) más de la mitad de su pérdida de energía.

La mejor manera de reducir tanto la pérdida de potencia de conmutación como la de transmisión directa sería, por supuesto, utilizar un rectificador síncrono medio o completo. Electrónica más compleja, pero las pérdidas de potencia en el rectificador se pueden reducir a solo unos pocos vatios con total sincronización.

Rectificadores de sincronización y SMART

Si busca los controles del rectificador SMART (como this ) verá las formas de Utilizar FETs como rectificadores ideales. Hay muchos de estos controladores, pero tenga cuidado de comprender que algunos de estos dispositivos solo funcionan a bajas frecuencias, por lo que es posible que no sean adecuados.

Una forma sencilla de implementar la rectificación síncrona es detectar la corriente en el diodo inferior de cada par y usar un FET en el diodo superior. Esto es simple y reduce su pérdida de energía a la mitad. Podría implementar esto con el rectificador de 3 fases que ya tiene.

Luego, puede ser creativo y construir su propia solución de microprocesador. Sin embargo, si no está en ese nivel, podría considerar usar un controlador ESC de código abierto como un rectificador síncrono .... aquí es una demo de eso en YouTube. Aquí, el usuario simplemente está utilizando el ESC32 tal como está, pero puede hacer que rastree automáticamente la velocidad alterando el firmware. Una vez más, depende de sus capacidades.

  

Mi pregunta es si 1700Hz podría ser responsable de pérdidas considerables   para este tipo normal de rectificador

Absolutamente, si observa un diodo 1N400x estándar, tiene un tiempo de recuperación inverso de 30, lo que significa que cuando el diodo pasa de la conducción hacia adelante al bloqueo supuestamente inverso, en realidad nos lleva 30: -

Algunos fabricantes de 1N400x son mejores que otros, por supuesto, y algunas hojas de datos ni siquiera lo especifican.

Por lo tanto, actúa como un cortocircuito para 30 usd en cada medio ciclo de la frecuencia de alimentación. Dado que 1700 Hz tiene un tiempo de ciclo de 588 us, un rectificador 1N400x querría acortar el suministro (inmediatamente después del punto de cruce por cero) para el 10% del tiempo de medio ciclo. Entonces, el 10% de 180 grados es 18 grados y su onda sinusal habrá alcanzado el 30.9% de su valor pico de voltaje negativo y, por supuesto, el diodo aún intentará acortar esa fuente.

Su rectificador no cita el tiempo de recuperación inverso, pero sí dice que está diseñado para aplicaciones de 50/60 Hz y esto generalmente significa que tiene un tiempo de recuperación inverso pobre y apostaría que es en las decenas de microsegundos como el diodo 1N400x.