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空气等离子切割机输出整流管屡换屡烧

时间:2010-04-10 10:38来源:未知 作者:admin 点击:
记得三年前深圳有个朋友跟我讲他的空气等离子切割机的问题,输出整流管都用到1600V的耐压了,还是常常烧毁。 
当时我就粗略看了一下电路图,当即发现两个问题。 
1.输出居然采用全波整流。 
2.IGBT的栅电阻只有3.3欧。 
要知道在直流输出的逆变电源里二极管是很值得重视的一个零件。 
二极管会诱发恢复压,在低压输出的电路里这一特性不是很重要,空气等离子切割机就不一样,他的输出电压很高,如果采用全波整流将会使二极管上的反压加倍,通常都会达到500-600V。 
这么高的反压足以导致二极管发生恢复压击穿。尤其是在电流较大,栅电阻较小,开通速度较快的状态下。所以即是采用耐压再高的二极管也没用。 
现在流行的二极管是PIN型的,其本质是一个CB结短接的三极管,当恢复压超过他所允许的极限时将会发生二次击穿,造成不可逆的损坏。 
因此针对以上问题做了如下改进: 
1.将输出结构改成全桥整流,这样二极管的反压就只有1/4了。虽然会造成静态功耗的增加,但是空气等离子切割机工作电压高达110-130V,那一点点损耗不算什么。 
2.将栅电阻分成10欧+15欧两只,在15欧电阻上反向并联一只肖特基二极管,型号1N5818。这样驱动特性就变成慢通快断,有效地降低了二极管上的尖峰电压。 
经过此改进,二极管仅仅用了耐压400V的就解决了问题。 效果立竿见影。 
正在导通着的二极管,例如续流状态下。当主开关元件导通时,就给二极管加上了一个反压,但是正在导通的二极管突然加反压时相当于处于短路状态(恢复电荷还未清除),将会产生一个很大的浪涌电流,随着二极管迅速恢复阻断,这个电流会被强迫截止。在回路漏感的作用下产生一个很高的冲击电压,称之为二极管恢复压(二极管恢复dv/dt),随着反压升速的提高和反压绝对值的提高而迅速提高。达到一定程度时,PIN结构的二极管将发生二次击穿。解决的办法有几个:降低开关管开通速度;在二极管上并联中和电容;选用软恢复特性二极管;在二极管上接饱和电感都可以有效地防止恢复压的产生。 
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