¿Por qué suenan tanto los desagües del conductor push-pull?

He leído Qué está matando a mis MOSFET que parece presentar un circuito similar al mío (mi secundario también está conectado al centro y tiene 2 diodos de alta velocidad que se rectifican en una carga de 10R / 400uF)

El transformador es 12: 1, el voltaje de mi fuente de alimentación está entre 10v y 25v a ~ 300mA.

Los transistores se están calentando debido a lo que creo que es un colapso de avalancha. He usado dispositivos de 50V y el alcance muestra ~ 200V dispositivos. En cada caso, el voltaje DS suena hasta la ruptura (si hay suficiente energía en el circuito). Me gustaría empujar 10 e idealmente 100W a través de este circuito. Me doy cuenta de que la placa de pruebas no es factible para un diseño de 100 W, pero debería hacer 10.

El timbre es a 2.x MHz. Los condensadores de entrada de la fuente de alimentación no son de baja potencia o particularmente de alto valor.

Esquemático Foto Alcance alcance

power mosfet switch-mode-power-supply

— HL-SDK
fuente

¿Cómo llega el voltaje DS del transistor a 50 V (o la traza naranja no es el voltaje del transistor)?

— Vasiliy

Yo no sé. Estoy midiendo uno de los desagües con respecto al suelo. He verificado que mi fuente de alimentación está produciendo 24,2 voltios. Midiendo la fuente de alimentación en VIN / GND resulta en ~ 24 voltios. Interesante ... He confirmado que el diagrama de bobinado es correcto para el transformador.

— HL-SDK

La fuente de voltaje 2x en sus FET se describe en la misma pregunta que ya ha vinculado (respuesta de Andy Aka). Todavía no puedo ver cómo podría ser el voltaje de estado estable, pero una cosa es segura: estos FET no son buenos para su aplicación. Estos pobres FET están condenados a alcanzar sus voltajes de ruptura DS en esta configuración.

— Vasiliy

Bueno, puedo tirar partes de SiC de 1200V que tenemos por ahí, pero eso es tratar un síntoma, no una causa.

— HL-SDK

R_{O N}

$R_{ON}$

Respuestas:

Es por el toque central. Mire solo la parte izquierda del transformador.

Tienes dos inductores en serie. Cuando tira de un inductor a tierra, comienza a fluir una corriente y el otro inductor (acoplado magnéticamente) intentará inducir la misma corriente, empujando el voltaje de drenaje del otro transistor hacia arriba hasta que se rompa.

— jippie
fuente

Gracias, ahora para resolver algunos de mis problemas: ¿cómo puedo redirigir / rechazar esta energía? Está limitando severamente mi límite de potencia para este diseño. ¿Un diodo rápido desde el drenaje al grifo central? suena derrochador

— HL-SDK

¿Usar un puente completo?

— jippie

Ese diodo necesitaría estar polarizado de la manera incorrecta de todos modos, acorta el transistor.

— jippie

@jippie, ¿es cierto que el diodo está polarizado de manera incorrecta? El ánodo estaría en el drenaje FET y el cátodo estaría en el grifo central. La corriente viaja desde el grifo central, a través del medio devanado y hacia abajo a través del FET 'ON'. Cuando ese FET se apaga, la corriente necesita un lugar adonde ir, por lo que el diodo proporcionaría un camino sin generar el pico de voltaje enorme.

— Peter

Este tipo de diseño producirá 2x de voltaje de suministro en los desagües de cada FET; tratar de acortar cualquier cosa por encima de 25V para hacer un toque central significa un incendio.

— Andy aka

Si el voltaje de la fuente de alimentación es de 25 V y el transformador (y la conmutación) era absolutamente perfecto, vería 50 V en los drenajes de los MOSFET y eso es un hecho. Sus MOSFET deben tener una clasificación de al menos 100V.

Imagina que el golpecito central de la primaria es como el punto de apoyo de un balancín; empuja un lado hacia el suelo y, mágicamente (o no), el otro lado sube al doble del voltaje de la fuente de alimentación. Las dos mitades del primario están fuertemente acopladas y esto es lo que obtienes con los inductores acoplados (también conocido como un transformador) independientemente del secundario y la carga que tiene.

El timbre se debe a que el transformador no es perfecto: no se inducirá cada bobina de energía magnética suministrada a través de la derivación central al devanado de circuito abierto; tiene inductancia de fuga y un toroide (por ejemplo) es bueno si puede mejorar a 98 % acoplamiento.

El 2% que no está acoplado todavía toma energía del suministro y no tiene a dónde ir cuando ese lado del transformador se abre en circuito. Lo que encuentra es la capacitancia de drenaje de circuito abierto del MOSFET y "suena" y este timbre también puede ser muy grave.

Califique sus transistores a un voltaje más alto, aplique un amortiguador Zener y diodo de 33 V de vuelta al grifo central de cada drenaje (al menos de esta manera puede recuperar un poco de energía).

— Andy alias
fuente

No estoy convencido de que el voltaje se limite a dos veces el voltaje de la fuente de alimentación. Creo que la corriente en la mitad del devanado intentará 'copiar' la corriente de la otra mitad del devanado (sin tener en cuenta la carga por el argumento). Para que la corriente suba tan alto, aumentará su voltaje indefinidamente (teóricamente). Por supuesto, la carga 'domesticará' este comportamiento un poco, pero no necesariamente solo al doble del voltaje de la fuente de alimentación.

— jippie

@Jippie. No, no copiará el actual. La corriente a la que se refiere es la corriente de magnetización que tiene cualquier transformador. En carga cero todavía hay una corriente de magnetización y esto siempre se necesita en un transformador y no contribuye a la acción del transformador que no sea como una inductancia de fuga en el corto espacio de tiempo que la mitad de los circuitos abiertos primarios antes de la otra mitad se tira a cero voltios (ish), es decir, unas pocas decenas de nano segundos. Esto provoca el zumbido. Una vez que el otro lado ha llegado a Gnd, tienes una acción de transformador regular y el "lado abierto" refleja el lado tirado.

— Andy aka

@Jippie. Alternativamente, el voltaje promedio en la mitad del primario tiene que ser igual a cero y eso es un hecho. Lo mismo ocurre con las dos mitades y lo mismo con el par de ellas.

— Andy alias