Estoy diseñando un circuito para proporcionar un par de impulsos de corriente fuertes y rápidos (~ 1000 A, más corriente es mejor, ~ 100 us, medio seno) a una bobina en sucesión rápida. El propósito es proporcionar una 'patada' magnética a una nube de átomos fríos. Mi idea es usar un banco de capacitores grande para cargar / recargar rápidamente un banco de capacitores más pequeño que almacena la energía para el pulso. Esta idea se resume en las palabras a continuación y se dibuja en un diagrama de bloques en el esquema dibujado a mano adjunto. La secuencia para un solo pulso sería:
1) cargue un banco grande de capacitores a alto voltaje (1000V, 940 uF) usando un interruptor IGBT, dentro de un par de ms
2) transfiera parte de esa carga a un banco de capacitores más pequeño (1000 - 2000V dependiendo del acoplamiento del capacitor, 80 uF) usando un interruptor IGBT, dentro de 100 us
3) descargue el pequeño condensador a través de un inductor (~ 3 uH, ~ 0.2 Ohm) usando un tiristor, dentro de ~ 100 us
Para pulsos múltiples, los pasos 2) y 3) podrían repetirse.
ResolvíalgunosdetallesdelacompuertaquecontrolaeltiristorylosIGBTyteníaunaPCBimpresacontodoslosinterruptoresyterminalesdetornilloparaconectarlafuentedealimentación,losbancosdecondensadoresylabobina.
Todaslaspruebasinicialesfuncionaronbienhasta1000Venelgranbancodecondensadores,proporcionandocercade1500Aalabobinaenunpulsodeaproximadamente80us.Enrealidad,tengoqueconducircuatrodeestoscircuitos,asíqueacontinuaciónconstruícuatrodelosPCBdelconmutador,cuatrobancosdecondensadoresgrandes,cuatrobancosdecondensadorespequeñosyramifiquéelsuministrodeHVacadaunodelosPCBdelconmutador.Elesquemadeactivaciónconsistiríaencargarprimerocadagranbancodecondensadoresensucesión,luegopodríatransferirsimultáneamentelacargaalospequeñosbancosdecondensadoresydescargarlossimultáneamenteatravésdecuatrobobinasindependientes.Estapruebafalló,porloquevolvíalaspruebasdeunasolaplacayahora,porrazonesdesconocidas,inclusolaspruebasdeunasolaplacaestánsuperandolos200V.
Mássobreloquequierodecircon"fallar". Durante la transferencia de carga de capacitor a capacitor, hay un transitorio en la línea de la compuerta del tiristor. El transitorio dura todo el tiempo necesario para transferir la carga. El transitorio no es ruidoso o de alta frecuencia, ya que el IGBT se alterna a una corriente efectiva de cero, por lo que no creo que agregar un amortiguador pueda ayudar mucho (tampoco estoy seguro del diseño para un amortiguador IGBT de lado alto). Las escalas transitorias con el HV aplicado, y a aproximadamente 200 V, se vuelven lo suficientemente grandes como para disparar el tiristor. Cuando el tiristor se dispara al mismo tiempo que la transferencia de carga, se permite que el banco de capacitores grandes se descargue completamente a través de la bobina que quema mi transferencia de carga IGBT. La única manera que encontré para afectar este transitorio es cambiando el condensador al elemento de acoplamiento del capacitor, etiquetado como ??? En el esquema dibujado a mano. El transitorio puede parecerse a un pulso medio sinusoidal único si acoplo los dos condensadores con un inductor (18 uH) y parece un exponencial decreciente cuando acoplo los condensadores con una resistencia (4 ohmios).
Mi pregunta: Dado que el circuito funcionó muy bien antes pero ahora está fallando debido a transitorios, sospecho que es un problema de conexión a tierra, un problema en la forma en que conduzco las puertas de los IGBT / tiristor, o un problema con mi Elemento de acoplamiento condensador a condensador. Los detalles de la conducción de mi puerta también se especifican en el esquema dibujado a mano adjunto. Tenga en cuenta que la fuente de alimentación de 12 V está flotando y alimenta el convertidor CC-CC con +12 V y 12Vrtn. Utilizo la misma fuente de 12 V para ambos circuitos de accionamiento de compuerta IGBT. Los suministros de -5 V y +15 V que alimentan el optoacoplador del tiristor están referenciados a tierra. Cualquier consejo sería muy apreciado, especialmente si hay algo obviamente malo con mi método de manejo en puerta.
He intentado ajustar la conexión a tierra y agregar un condensador entre la compuerta del tiristor y el cátodo (0.1 uF y 2 uF) por el circuito SCR se disparó falsamente durante la carga del condensador
Avíseme si desea obtener otra información (hojas de datos, rastreos de alcance, imágenes de mis bancos de condensadores o configuración, etc.).
