Minimizando el timbre en un puente H

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Estoy diseñando un convertidor DC-DC basado en H-Bridge que aumenta de 24V a 350V DC. Uso un transformador HF en la salida del puente H para el realce real. El circuito funciona bien por un tiempo y luego el IC muere. Sospecho que esto es porque tengo un timbre presente en la salida del H-Bridge. La primera imagen a continuación muestra la salida sin el transformador y la segunda muestra cómo aumenta el timbre con el transformador.

Mi diseño actualmente está en una placa de una sola capa y me moveré a una placa de 2 capas para minimizar las áreas de bucle de las señales que conducen a las puertas de los MOSFETS, ¿pero la inductancia del transformador no siempre provoca un sonido de timbre? Si es así, ¿cómo puedo estar seguro de que no dañará mi chip? El controlador de medio puente que estoy usando es MAX15019 y puede tolerar de -5V a 130V en el pin de salida, así que estoy más preocupado por los transitorios negativos.

El siguiente esquema muestra el circuito. Los gráficos se miden en los nodos A y B con respecto a GND (aquí también se conecta el primario del transformador). Tenga en cuenta que he probado varios valores para las resistencias de compuerta y el uso de uno más alto generalmente solo conduce a una mayor pérdida de potencia en los transistores. Como se mencionó anteriormente, me preocupa minimizar los transitorios negativos, especialmente cuando el transformador está conectado.

    
pregunta Saad

3 respuestas

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Hay dos cosas que puedes hacer (y probablemente ya lo estés haciendo, aunque tal vez no sea lo que tu circuito requiere):

  1. Ponga las puntas en una fuente con diodos rápidos. Incluso si no diseñó esto, ya lo está haciendo, al menos a través de los diodos parásitos de los MOSFET en el medio puente. Mediante el uso de diodos dedicados, por ejemplo, Diodos Schottky, puede reducir la disipación de energía dentro del puente.

  2. Limite la velocidad de giro de su puente. Usted podría (y probablemente ya lo haga) usar un snubber circuit como solución pasiva, y / o usar un pequeño condensador para proporcionar un negativo comentarios de la salida del medio puente a su controlador (asegúrese de proporcionar comentarios negativos).

Al igual que con todos los dispositivos electrónicos de alta frecuencia, el tamaño puede ser complicado porque tendrá que modelar con precisión los parásitos de su circuito o ajustar su circuito hasta que funcione lo suficientemente bien. Desafortunadamente, demasiado o muy poco podría destruir tu circuito. Por ejemplo:

  1. Si los parásitos de su circuito, posiblemente después de agregar un amortiguador, resuenen, es posible que suene aún más, matando a sus MOSFET más rápido.

  2. Muy poca limitación de velocidad de giro lleva a un timbre más fuerte y puede matar a tus MOSFET. Demasiada limitación de la velocidad de giro aumenta la disipación de energía al cambiar y puede matar a tus MOSFET.

EDITAR:

No vi los esquemas antes. Con estos, vemos que (al igual que el fabricante de circuitos integrados en su circuito operativo típico ) lo hizo No te molestes con detalles como los snubbers. Por lo tanto, al cambiar, gran parte de la corriente que fluye a través de su inductor solo puede ir a elementos parásitos en su circuito. El tiempo total de conmutación. en su circuito es probablemente del orden de 50 ns (la resistencia de la compuerta de su circuito es de 5 ohmios discreta más la resistencia de salida del IC del controlador de 1 a 3 ohmios, y la capacitancia de "entrada" de la puerta se da como típicamente 7.7 nF en la hoja de datos MOSFET ). Durante parte de este tiempo, necesitamos una ruta alternativa para la corriente, un circuito amortiguador. Un diodo a un carril es un comienzo; un capacitor paralelo a él o a través del inductor también puede ayudar, pero necesita atención porque no desea crear una resonancia problemática.

    
respondido por el pyramids
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Una cosa buena sobre el uso de FET en un puente H es que el diodo del cuerpo hace un amortiguador de sujeción adecuado al riel de suministro. La corriente que fluye en la inductancia de fuga del transformador regresará al suministro a través del diodo cuando se apague el interruptor. No debería requerirse un amortiguador adicional, aunque podría desearse para EMI cuando se opera en ciclos de trabajo de menos del 50% del ciclo de conmutación completo.

Habiendo dicho eso, hay un par de cosas que deben ser ciertas (y no parecen ser) para una operación adecuada:

  • El voltaje de la fuente del puente H (Vbatt aquí) debe tener una baja impedancia a la frecuencia de conmutación y salir a la frecuencia resonante parásita (de la inductancia de fuga del transformador y la capacitancia de salida del FET). Debe haber un capacitor de alta calidad (que pueda manejar toda la corriente de rizado) ubicado en el puente H.
  • El voltaje de polarización para el MAX15019 debe estar separado del voltaje de la fuente del puente H. Tener estos dos voltajes con la misma fuente es una mala práctica. Un LDO sería una buena manera de separar el sesgo de IC de la fuente del puente H.

Aquí está el escenario. Digamos que a la frecuencia de resonancia parásita, la impedancia de suministro es de 3 ohmios y que la corriente en la inductancia de fuga del transformador es de 1 amperio (estos números son solo para fines ilustrativos, demasiado perezosos para hacer un trabajo real aquí). La corriente se ajustará a la tensión de la fuente, agregándole 3 voltios (1 amperio a 3 ohmios). Si Vbatt comienza a 13V, entonces la punta de la abrazadera le agregará 3V para un total de 16V. Vbatt también suministra el MAX15019 y 16V es probablemente suficiente para matarlo.

    
respondido por el gsills
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Verifique la capacitancia de Cosf de Mosfet y dado que su timbre está dentro de nanosegundos (mida eso) y el pico sería dos veces el voltaje de CC. Calcule la capacitancia del devanado utilizando formuala f = 1/2 * Pi * sqrt (L * c), ya que sabe que la capacitancia de Coss calcula L. Conecte un amortiguador RC a través del transformador. El pico desaparecería. Ahora, el problema al que se enfrentaría serían los impulsos de compuerta al MOSFET, por lo que necesita un buen controlador de compuerta

    
respondido por el jose thomas

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