Hallo, ich habe mal eine Frage:
Und zwar habe ich vor im Rahmen einer Projektarbeit vor ein
Schaltnetzteil zu bauen (DC/DC Wandler).
Dabei habe ich einige der Gleichrichterdioden MBR20100CT gegrillt.
Die Dioden sind doppelt ausgeführt und halten angeblich 10A pro Diode
und eine Sperrspannung von 100V aus.
Mein Trafo ist so gewickelt, dass er Sekundärseitig eine Spitzenspannung
von maximal 50V abgeben kann. (Pro Phase, gegen Masse siehe Bild)
Aufgrund des Kondensators nach der Glättungsspule ergibt sich also eine
maximale Sperrspannung von 100V.
Bei Belastung habe ich das PWM Signal langsam hochgedreht bis über einer
Diode eine Spannung von knapp 50V angelegen hat, gehe ich aber über die
50V "platzt" die Diode. (Belastung nur um die 500mA)
Schalte ich pro Gleichrichterzweig jeh zwei Dioden in Reihe, so dass
sich theorethisch 200V Sperrspannung ergeben, kann ich das PWM so weit
aufdrehen das sich 80V Sperrspannung ergeben.
Hat der Hersteller hier gemogelt oder ist es üblich die maximale
Sperrspannung über Pin 1 und 3 zu ermitteln? Also über beide internen
Dioden.
Üblicher Rechenwert bei M2U-Gleichrichter:
Urrm>=3,5xUgl.
Sprich, bei einer Ausgangsspannung von 30V sollten die Gleichrichter für
eine periodische Spitzensperrspanung von 105V ausgelegt sein.
Hast du die Schaltung mal simuliert? Ich kenn jetzt deine Eingangs- und
Ausgangsspannung nicht, aber z.B. bei 50V -> 30V @ 1A komm ich bei der
Simulation schon auf Sperrspannungen jenseits der 200V...
> Mein Trafo ist so gewickelt, dass er Sekundärseitig eine Spitzenspannung von> maximal 50V abgeben kann. (Pro Phase, gegen Masse siehe Bild)
Nein, ist er nicht. Die Primärseite ist ja nicht immer unter Strom,
sondern regelmässig "offen", und nur am RC-Netzwerk.
Die Spannung an der Sekundärseite entsteht dann beim Abbau des
Magnetfeldes und ist unabhängig vom Wicklungsverhältnis Primär:Sekundär.
Urrm>=3,5xUgl. ? ist das nicht ein wenig viel, normalerweise solllte
sich die Sperrspannung aus der negativen Trafospannung und der
Kondensatorspannung zusammensetzen.
>Nein, ist er nicht. Die Primärseite ist ja nicht immer unter Strom,>sondern regelmässig "offen", und nur am RC-Netzwerk.>Die Spannung an der Sekundärseite entsteht dann beim Abbau des>Magnetfeldes und ist unabhängig vom Wicklungsverhältnis Primär:Sekundär.
Das stimmt, wegen der Totzeit aber auf der Sekundärseite fließt der
Strom ja weiter und entzieht dem Magnetkreis weiter Energie, da sollte
es keine übermäßigen Spannungsspitzen geben.
Die Spannung habe ich mittels Oszilloskop gemessen, da müsste es schon
eine Spannungsspitze sein, die so schmal ist das, man sie mit dem Oszi
nicht mehr sieht. (zugegeben das Oszi ist schon ziemlich alt 10Mhz)
Es ist ja eigentlich nicht so, das der Magnetkreis in einem Moment
überhaupt nicht bedämpft wird und die Spannung ins unendliche steigen
kann.
Der Trafokern hat auch keinen Luftspalt oder so ein Zeugs.
Achso, das Schaltnetzteil wurde nicht geregelt sondern nur das Puls
Pausen Verhältnis geändert, damit man auf dem Oszi was sehen kann.
Mit Regelschleife funktioniert das ja bekanntermaßen nicht.
Simuliert hab ich das noch nicht, hab bloß Target und da funktioniert so
einiges nicht richtig.
Also Die Eingangsspannung liegt bei 14V und wird 1:3 gewandelt
(3Wdg auf 10Wdg pro Phase)
Gemessen hab ich eine Gleichspannung um 44V und eine eine Pulsspannung
am Trafo von etwa 85-90V, auf einer Spule, das heist das über beide
Dioden eine Sperrspannung von ca. 180V anliegen +Spannungsspitzen
Diese Messung habe ich jetzt aber mit jeweils zwei MBR20100CT in Reihe
und pro Zweig durchgeführt.
Ich habe jetzt Praktisch eine Diode mit 200V Sperrspannung (Datenblatt)
pro Zweig an einer realen Sperrspannung von 85-90V.
Da die Sperrspannung ja laut Datenblatt auch für simplen Gleichstrom
gilt, werd ich jetzt mal Testweise eine Diode mit Sperrspannungen über
50V betreiben, dann weis ichs genau.
Wenn sie das durchhält müssen wirklich Spannungsspitzen der Auslöser
sein, die mein Oszi nicht darstellen kann.
Das mach ich auf alle Fälle, denn es sollen mal 10A durch die Dioden
fließen, da kann ich natürlich kaum zwei in Reihe schalten pro zweig :)
das war nur zu Testzwecken.
Bei dem Diodenpaar ist die maximale Sperrspannung einer der Dioden die
Spannung zwischen den beiden äußeren Wicklungsenden. Dein Oszilloskop
sagt also, 180 V. Dass mit der Reihenschaltung die Spannung halbiert
wird, stimmt nur dann wenn beide Dioden gleich sind und auch die
Kapazitäten parallel zur Diode. Das ist bei diesem Diodengehäuse sicher
nicht der Fall.
Mit zu den Dioden parallel geschalteten 100p..470p-Kondensatoren könnte
man gleichmäßige Teilung erreichen, (mit einigen Nachteilen), besser ist
es aber, die ...200 zu nehmen. Auch dann ist die Reserve zur
Überspannung recht klein.
Das ist vermutlich der Grund und da die Sperrschichten nie ganz gleich
groß sind, von daher stimmt auch der Faktor 3,5*Ua in etwa.
Vermutlich ist einer der beiden Dioden zuerst durchgeschlagen und die
andere hat deswegen überlebt.
Es kann nur von den Außenwindungen herkommen und der
Spannungsaufteilung, so wie du sagst, das klingt logisch.
Spannungsspitzen fallen damit so gut wie flach, wüsste auch nicht wo die
herkommen sollten, zumindest im kaum belasteten Zustand.
Die Induktivitäten der Leiterzüge sind wider eine andere Sache bei 28V
Ausgangsspannung und 10Amax kann da auch noch was kommen.
Naja das Teil muss später ziemlich genau funktionieren, werd wohl die
200er Dioden bestellen.
(besser ein paar mehr :) )
Gegentaktwandler.gif
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