空氣等離子切割機輸出整流管屢換屢燒

二極管會誘發(fā)恢復壓,在低壓輸出的電路里這一特性不是很重要,空氣等離子切割機就不一樣,他的輸出電壓很高,如果采用全波整流將會使二極管上的反壓加倍,通常都會達到500-600V.
空氣等離子切割機,輸出整流管屢換屢燒.  
有個朋友跟我講他的空氣等離子切割機的問題,輸出整流管都用到1600V的耐壓了,還是常常燒毀.  
當時我就粗略看了一下電路圖,當即發(fā)現(xiàn)兩個問題.  
1.輸出居然采用全波整流.  
2.IGBT的柵電阻只有3.3歐.  
要知道在直流輸出的逆變電源里二極管是很值得重視的一個零件.  
二極管會誘發(fā)恢復壓,在低壓輸出的電路里這一特性不是很重要,空氣等離子切割機就不一樣,他的輸出電壓很高,如果采用全波整流將會使二極管上的反壓加倍,通常都會達到500-600V.  
這么高的反壓足以導致二極管發(fā)生恢復壓擊穿.尤其是在電流較大,柵電阻較小,開通速度較快的狀態(tài)下.所以即是采用耐壓再高的二極管也沒用.  
現(xiàn)在流行的二極管是PIN型的,其本質是一個CB結短接的三極管,當恢復壓超過他所允許的極限時將會發(fā)生二次擊穿,造成不可逆的損壞.  
因此針對以上問題做了如下改進:  
1.將輸出結構改成全橋整流,這樣二極管的反壓就只有1/4了.雖然會造成靜態(tài)功耗的增加,但是空氣等離子切割機工作電壓高達110-130V,那一點點損耗不算什么.  
2.將柵電阻分成10歐+15歐兩只,在15歐電阻上反向并聯(lián)一只肖特基二極管,型號1N5818.這樣驅動特性就變成慢通快斷,有效地降低了二極管上的尖峰電壓.  
經(jīng)過此改進,二極管僅僅用了耐壓400V的就解決了問題. 效果立竿見影.  
正在導通著的二極管,例如續(xù)流狀態(tài)下.當主開關元件導通時,就給二極管加上了一個反壓,但是正在導通的二極管突然加反壓時相當于處于短路狀態(tài)(恢復電荷還未清除),將會產(chǎn)生一個很大的浪涌電流,隨著二極管迅速恢復阻斷,這個電流會被強迫截止.在回路漏感的作用下產(chǎn)生一個很高的沖擊電壓,稱之為二極管恢復壓(二極管恢復dv/dt),隨著反壓升速的提高和反壓絕對值的提高而迅速提高.達到一定程度時,PIN結構的二極管將發(fā)生二次擊穿.解決的辦法有幾個:降低開關管開通速度;在二極管上并聯(lián)中和電容;選用軟恢復特性二極管;在二極管上接飽和電感都可以有效地防止恢復壓的產(chǎn)生.