Проблема высоковольтного выброса

Проблема высоковольтного выброса. Дело в том, что любая индуктивность при
изменении тока в цепи стремится поддержать его на прежнем уровне (правило Ленса). В
нашем случае ток изменяется скачком от максимума до минимума в момент закрытия
ключевого полевика, при этом возникает ЭДС самоиндукции, значение которой
превышает напряжение исток-сток в несколько раз, а если учесть, что к каналу
прикладывается двойное ее значение, то становится жалко транзистор… Ему на помощь
приходят так называемые снабберы, их задача снизить амплитуду этих выбросов и тем
самым уберечь транзистор от пробоя. Снабберы включаются параллельно обмоткам
трансформатора, причем если в них есть диод, то так чтобы ток открытого транзистора
не проходил через него (т е в обратном направлении). Вообще существует много схем
подобных узлов, простейшие – конденсатор и резистор, обычно включаются по одной на
каждую полуобмотку. Но
возможен вариант один на две
полуобмотки, такой вариант
используют обычно при большой
длительности мертвого
времени(паузы между
импульсами) или при больших значениях Uси прибивного. Самый лучший вариант на
мой взгляд это цепь с диодом резистором и кондером. Электроудочники еще
рекомендуют ставить диодный мост параллельно первичке и подключать его к
питанию(+к+ , -к-), говорят выброс вообще пропадает, но я не пробовал – сам не знаю.
Еще есть цепи с одними только диодами(параллельно первичке), но они совсем не
эффективны и не надежны, с диодами параллельно каналу(во всех МОСФЕТах они
встроены). Еще бывает, что ставят емкость параллельно каналу полевика, но это вообще
делают для иной цели(исключение «защелкивания» схемы вследствие слишком быстрого
переключения), но и с выбросами тоже помогает. Эти схемы обычно применяют в
однотактных, обратноходовых преобразователях, там явление защелкивания это одна из
многочисленных проблем. В двухтактных схемах это явление встречается очень редко
или вообще не встречается. Скорее всего этот снаббер пришел в двухтактную
схемотехнику примерно так: кто-то составлял схему по принципу «с мира по кусочку»
оттуда чуть-чуть, отсюда чуть-чуть и снаббер взял из однотактника. Вообще только эта
схема носит название СНАББЕР, все остальные это устройства подавления индуктивных
выбросов, но так как они похожи и выполняют схожие функции, снабберами начали
называть и первые и вторые. Что касается эффективности то она уступает схеме RC
параллельно обмотке и очень важно то, что при неправильном(избыточность) выборе
емкости(особенно на высокой частоте) может привести к тому что полевики не смогут
закрываться, что повысит потери. Но самый лучший вариант, повторюсь, это диод
параллельно каналу(в мосфетах он уже встроен) совместно с резистор параллельно с
емкостью и последовательно с диодом(RCVD) и все это дело параллельно обмотке.
Возможные трудности связанные с намоточными элементами. Начнем со сложного, т е с
трансформатора. Схема у нас двухтактная, ни о каких зазорах речи быть не может – это
облегчает нашу жизнь. По теории сперва необходимо рассчитать данные трансформатора,
мой совет – брать с запасом. Приведу формулы для упрощенного расчета (взяты с инета).
Прежде всего необходимо рассчитать (в ваттах) используемую мощность трансформатора
Рисп=1,3*Рн (Рн - мощность, потребляемая нагрузкой). Далее, задавшись габаритной
мощностью Ргаб, которая должна удовлетворять условию Рраб>=Рисп следует подобрать
подходящий тороидальный ферритовый магнитопропод. Его параметры связаны с Рраб
соотношением Рраб=Sс*So*f*Bmax/150, Вт. Здесь f - частота преобразования напряжения.
Гц: Sc=(D-d)*h/2 - площадь сечения магнитопровода, см.кв. (D и d - соответственно
наружный и внутренний диаметры, h - высота кольца, см); So=Пи*d^2/4 - площадь окна
магнитопровода, см.кв.; Вmax - максимальное значение индукции (в тесла), которое зависит
от марки феррита и может быть определено по справочнику, содержащему сведения о
ферромагнитных материалах (лучше брать меньше – позволит избежать насыщения). После
этого, задавшись напряжением на первичной обмотке трансформатора U1 (с запасом – на
один вольт меньше питающего, а по теории U1=Uпит-(Imax*Rсток-исток)), находят число
витков w1=0,25*10^4*U1/f*Bmax*Sc. Далее определяют максимальный ток I (в амперах)
первичной обмотки: I1max=Pн/КПД*U1 (КПД - КПД преобразователя, обычно 0,8-0.9) и
диаметр (в миллиметрах) ее провода: d1=0,6*(кв. корень из I1max). В заключение находят
число витков выходной обмотки трансформатора: w2=w1*U2/U1 и диаметр провода:
d2=0.6*(кв. корень из I2max), (U2 и I2 - соответственно напряжение и ток вторичной
обмотки). Вообще советую из полученных диаметров найти сечение и мотать жгутом из
более тонких проводов с таким же сечением, или вообще эти диаметры не считать, а
прочитать дальше про плотность тока (если речь о мощном повышающем преобразователе,
если о сетевом, то лучше считать диаметры). Перейдем к проблемам: самая первая проблема
возникает при теоретическом расчете – получив значение 2,5 витка для первичной обмотки
возникает вопрос – а как их равномерно распределить по всему магнитопроводу? Тут можно
увеличить число витков в несколько раз(в два например), например до 4, в этом случае
импульсные токи на холостом ходу через транзисторы несколько снизятся,