Hallo zusammen,
habe einen Sperrwandler aufgebaut der eigentlich ganz normal
funktioniert. Nur leider beim Anlauf unter Nennlast sieht die Sekundär
Gleichrichterdiode fast 500V (siehe Screenshot) statt im normal Fall nur
170V . Beim Anlauf burstet das Netzteil kurzzeitig. Mit einer Frequenz
von 70kHz versucht es mehrmals anzulaufen. Was letztendlich auch gelingt
nur es "tackert" vorher ca. 50 Mal so, dass der Wandler überfahren wird.
(siehe steilen Stromanstieg im Screenshot auf fast 4A, statt normal nur
auf 1,7A) Beim ersten Durchschalten des Schalttransistors ist noch alles
in ordnung, schon beim zweiten usw. sieht es aus wie auf dem Screenshot
oben "burstanlauf.png"
Kurzgesagt meine schöne 200V Diode, die ich wegen gutem Wirkungsgrad
verwenden wollte, segnet sofort das Zeitliche.
Liege ich da überhaupt richtig, dass die Spannungsnadel an der Diode
wegen dem "Überfahren" (>300mT) des Wandlers zu stande kommt?
Snubbern kann ich auch, nur ich wollte lieber die Ursache platt machen.
Grüße
Klaus
Klaus schrieb:> nur es "tackert" vorher ca. 50 Mal so, dass der Wandler überfahren wird.
Das kenn' ich. Kannst du nicht der Regelung anfangs einen größeren
Istwert vorgaukeln, dass softer gestartet wird und nicht getackert
werden muss? Die Ausgangsfilterkapazität vielleicht kleiner machen, die
muss ja auch erstmal gefüllt werden. Vielleicht kommt Fralla mit noch
ein paar besseren Tipps 'rum. mfg mf
Es sieht so aus als währst du im nicht lückenden Betrieb, die
Sperrverzögerungsladung der Diode baut einen Strom durch die
Sekundärwicklung auf, sobald sie sperrt gibts den hübchen Spike.
Startup mmit kleinerem Dutycicle könnte helfen. Ansonsten falls möglich
und vorhanden Wandler schon während der Vorladung der Primärseite
mitlaufen lassen. Snubber als Möglichkeit hast du selbst schon gesagt.
Mehr wird ohne Schaltplan schwierig.
Hübsches Lecroy hast Du da stehen.
viel Erfolg
Hauspapa
heribert schrieb:> Hast Du schon mal probiert die Amper zu skillen?
Meinst du die hier? http://de.wikipedia.org/wiki/AmperMini Float schrieb:> Das kenn' ich. Kannst du nicht der Regelung anfangs einen größeren> Istwert vorgaukeln, dass softer gestartet wird und nicht getackert> werden muss?
Wenn ich nur wüsste wie. Ich habe mal mein Delay, vom Gate-Treiber AN
bis zu dem Zeitpunkt wo MOSFET durchschaltet, gemessen. 150ns beim
Einschalten und 220ns beim Ausschalten. Habe zwischen dem Gate Treiber
und dem MOSFET einen Impulsübertrager und denke, dass da viel zu viel
Zeit drauf geht.
Hauspapa schrieb:> Ansonsten falls möglich> und vorhanden Wandler schon während der Vorladung der Primärseite> mitlaufen lassen.
Wie meinst du das mit "mitlaufen lassen"?
Ja, sieht aus als fährst du mit CCM hoch. Der Grund ist zum einen
einfach der hohe Strom, und möglicherweise SHOs (also so Doppelpulse
wegen d>50%, ich gehe mal von Peak current Regelung aus).
Du solltest den Peakstrom, nicht unnötig groß machen, als gerade so, das
Lastsprünge ausgeregelt werden.
>Kurzgesagt meine schöne 200V Diode, die ich wegen gutem Wirkungsgrad>verwenden wollte, segnet sofort das Zeitliche.
Das ist schon richtig so.
Für sauberen Hochfahren hilft eine Slope-Kompensation.
Aber wichtiger wäre ein Softstart funktion. Die wird oft durch Anfahren
mit sehr kleinem Dutycycle weches sich langsam erhöhr erreicht, bis ab
einer bestimmten Spannung in den Geregelten betrieb übergegangen wird.
Oder durch langsamen hochfahren der Referenz.
Den Regler einen höheren Istwert vorgaukeln, wie Mini Float beschrieben
hat ist auch eine gute Möglichkeit. Auch dem Strom kann man was
vorgaukeln...
Man sieht, es gibt unzählige Startupmethoden, welche dazugeflickt werden
können. Oder man nutz die Funktionalität des Controllers.
Um weiter zu helfen solltest du uns sagen welchen PWM Controller
(UC3845, etc?) du verwendest. Und die Wandlerdaten Uin, Uout, Iout, Typ
der Sekundärdiode, Schaltplan, etc.
Und zeig mal einen größeren Ausschnitt, also mehrere Takte und Zoome
dann in den Bereich der Spikes. Sonst ist es schwer eine Vorstellung zu
bekommen was passiert. Gate mach auch noch dazu.
Sollte mit dem LeCroy ja kein Problem sein. WaveRunner mit dem
"Kratzknopf"?
MFG Fralla
Fralla schrieb:> Auch dem Strom kann man was> vorgaukeln...
Der Klaus misst zwar Ströme im Ausgangsposting...
Ich möchte jetzt aber mal von dir(Klaus) wissen, ob ein Strom-Regelkreis
innerhalb des Spannungsregelungskreises existiert. Damit kann man eine
maximale Aussteuerung nach dem Strom festlegen und überfährt den
Flyback-Übertrager nicht. Allerdings darf, wenn man eine
Überstromabschaltung(mit folgendem erneuten Startversuch) einbaut, diese
nicht zu scharf ausgelegt werden.
Ich hatte den "Tacker"-Fall nämlich auch mal so, dass die Stromregelung
beim Start mehrmals "Überstrom" schreit und für einen neuen Startversuch
des Wandlers sorgt.
Das konnte man dann sogar hören, klang ungefähr so:
(Labornetzteil an) - Zip - Zip - Zip - Zp - (Läuft und stehendes
Oszibild)
mfg mf
Betreffend schon mitlaufen lassen:
Ich meinte die Eingangsspannung kommt doch häufig vom gleichgerichteten
Netz. Ob nun mit oder ohne PFC Stufe sei einmal egal. Also ein
kondensatorgestützter Spannungszwischenkreis. Wenn diese Kondensatoren
gross sind, der Flyback z.B. nur die Elektronikversorgung übernimmt, das
ganze aber eigentlich z.B. ein Antriebsumrichter oder ähnliche
Leistungselektronik ist, dann findet man häufig Vorladeschaltungen für
den Zischenkreiskondensator damit beim Einschalten keinen riesen
Strompeak von Netz gezogen wird. Bei dieser soft steigenden
Versorgungsspannung kann es helfen alle Wandler von Anfang an mitlaufen
zu lassen. Allerdings wird durch die zusätzlichen Verbraucher die
Vorladeschaltung mehr belastet.
Evtl. hilft Dir auch eine Diode mit weicherem Ausschaltverhalten.
Langsam darf Sie deswegen natürlich nicht sein, nur eben nicht
messerscharf. Was ist denn bisher drin?
Noch etwas:
>Liege ich da überhaupt richtig, dass die Spannungsnadel an der Diode>wegen dem "Überfahren" (>300mT) des Wandlers zu stande kommt?
Ich denke nein. Der hohe Stromanstieg kommt weil sekundärseitig noch
viel Strom fliesst und daher bis zum erreichen dieses Stromwertes nur
die Streuinduktivität und nicht die Hauptinduktivität deiner Drossel
wirkt.
Vermutlich fliessen auf der Sekundäreite im Bild oben beim Starten
konstant mehr oder weniger 2A mal Übersetzungsverhältnis (der
Primärstrom will sich auf diesen Wert einpendeln, dann wird
abgeschaltet)
Du misst den Strom auf der Primärseite. Schau Dir unbedingt den
Sekundärstrom an. Es ist unwahrscheinlich aber möglich das Du die Diode
wegen zu hohem sekundär Strom zerlegst. (sehr hoher Strom, 99% der Zeit)
Letztlich wird die Diode wahrscheinlich thermisch zerlegt, wegen beidem:
a) hoher Sekundärstrom heizt den Chip
b) Averlange Energie heizt auch
falls Du mit der Einschaltzeit nicht weiter herunterkommst (200ns bei
400V sind schon recht flott) könntest Du zum starten noch die
Schaltfrequenz herunternehmen.
Ich hoffe deine Anforderungen an die Startupzeit sind nicht zu hart. Im
automotive Bereich müssen sich die Geräte z.B. ziemlich flott auf dem
CAN-Bus melden. Der Fahrer steckt den Zündschlüssel rein, bei "Zündung
an" wacht Dein Gerät auf und bei Stellung "anlassen" muss die
Motorsteuerung wissen das alle da sind, betriebbereit und mit
abgeschlossenem Selbsttest.
Im Bereich Hybridantriebe ist es Stellenweise eine wirklich harte Nuss,
das für die Leistungselektronik sicherzustellen.
Dank Startknopf sind die Zeitanforderungen aber hier und da humaner.
viel Erfolg
Hauspapa
Zeig mal den Schaltplan, sonst ist das nur herumraten. Wenn man eine
definierte Startuprampe braucht, kann man nicht mit dem Zwischnkreis
hochlaufen. Außerdem kann der Hilfswandler ja auch reseten, also wenn es
ordenlich gemacht wird, dann muss er von vollem Zwischenkreis starten
können....
MFG
Sorry für so späte Antwort.
Habe die Schaltung oben skitziert.
Gesteuert wird mit einem ASIC. Ich prüfe ob an den Shunts bestimmte
Spannung überschritten ist, dann weiß ich, dass der Wandler voll ist.
Nur leider ist mein Ipeak beim "Tackern" total versaut (siehe
burst_overview2). Von der Sek. Seite kommt die U regelung über einen
Opto.
Für die beiden Mostets werde ich wahrscheinlich SPA04.. oder SPA06N800
verwenden.
> Evtl. hilft Dir auch eine Diode mit weicherem Ausschaltverhalten.> Langsam darf Sie deswegen natürlich nicht sein, nur eben nicht> messerscharf. Was ist denn bisher drin?
Diode 2x MBR20200 (200V/20A/Vf_0,7V/ das ist die, die kaputt geht)
Momentan aber 2x MUR3020PT drin. Ohne Snubber (oben die Messungen auch
ohne Snubber)
Wandler:
L_primär ~ 900uH
L_streu ~ 1%
Gewickelt: 44W prim. / 6W sek.
Prim. max. I peak 1,7A
Sek. max. I peak 12,5A
Ich werde mir gleich den Strom durch die sek. Dioden während des
"Tackern" messen. Bin noch nicht dazu gekommen.
Kann leider auch nicht langsaber einschalten, habe startup
Anforderungen. (<500ms)
Danke schon mal für die Ideen, werde die Ursache weiterhin suchen.
Gruß
Klaus
Habe das Problem teilweise beseitigen können und kenne glaube jetzt den
Grund für die Spannungsspitze.
Durch ein Tuning am Steuer IC habe ich das "Tackern" beim Hochfahren des
Netzteils von ca. 60kHz auf ca. 20kHz reduzieren können. Dadurch hat der
Wandler genug Zeit die Energie auf die Sekundärseite zu übertragen und
"leer zu gehen". Jedoch tritt die Spannungsnadel an der Sek. Diode immer
noch vereinzelnd auf und zwar dann, wenn nach dem Sperren auf der
Primärseite (Sek. Seite fängt der Strom an zu fließen) noch mal kurz
durchgeschaltet wird. (siehe Messung oben "zoom") Die Spannung an der
Sek. Wicklung dreht sich um und es fließt kurzzeitig reverse current
durch die Diode durch und verursacht die bereits erwähnte
Spannungsspitze an der Diode. Wie gesagt es tritt jetzt sporadisch auf.
Ich arbeite momentan dran dieses Durchschalten zu verhindern.
Bei 400Vac Eingangspannung ist noch alles ok, die kleine Spannungsspitze
kann ich noch wegsnubbern, jedoch bei 575Vac knallt wieder einer der
Dioden Durch da sie wieder hohe Spannung ca. 400V (statt 200V) sieht
und/oder den reverse current nicht verkraftet.
normalbetrieb.png
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burstanlauf.png
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