Varför går min diod sönder?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Agwan
Inlägg: 1617
Blev medlem: 15 september 2009, 09:05:14

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Agwan »

Jag skall analysera era kommentarer lite mer noga så att jag kan sätta mig in i dem ordentligt.

Det kanske är så att switchfrekvensen behöver ändras, jag tror inte att trafon är felvänd. Har lagt en timme här nu på att analysera hur det skall vara.

Som ni ser är det inte en isolerad converter utan de delar jord och återkopplingen är direkt kopplad.

Räknar du fel på frekvensen Paxmax? Jag får det till 575kHz Från punkt 1 till punkt 6 i din bild. Typ 1.7µS. Jag har dock programmerat den till att gå på 400kHz. RT-resistorn är 30k9.

Är du säker på dina kommentarer till kurvorna Paxmax? Jag tycker det ser ut som att switchern slår om vid 1-2 och vid 4-5. Jag kan inte se att något annat skulle kunna ge just de skarpa flankerna.

Kondingarna är MLCC hela gänget.

Marta, FET:en sitter internt i switchregulatorn, men den har en extern sens-resistor som jag skulle kunna mäta över. Jag kanske behöver ta och mäta lite mer på primärsidan. Men skall titta på simuleringen först och se om det går att se där vad som händer.

Någon slagt ferit eller nått i serie med HV-dioden borde kunna dämpa bort väldigt många volt på svängningen där. Skall prova att simulera med dina värden Pucco eller ditt MGL.

Här är databladet på trafon: http://media.digikey.com/PDF/Data%20She ... 311780.pdf

Schema:
Switcher.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 6953
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Marta »

Simulationer i all ära, men ofta visar det sig vara fel på verkligheten och då är de näppeligen till någon hjälp.

Håller med Paxmax i hans analys av vad det är som scopet visar. Det ser definitivt ut som en forward converter, en som inte kan "nollställa" flödet i trafon som den skall.

Visst ser polariteten rätt ut i schema och datablad, men är den verkligen så i verkligheten? Scopet har rimligen två kanaler, mät primär och sekundär samtidigt så skingras allt tvivel.

Ett annat enkelt test är att sänka inspänningen en volt och se om utspänningen följer med ner. Är så fallet är det sannolikt forward mode.

Hur som helst, något är fruktansvärt fel i Din krets när verkningsgraden är 25%. En diod som tåler 10kV backspänning är inte den rätta lösningen. Kretsen är fortfarande trasig även om dioden håller. Troligen är problemen relaterade så löser Du varför så mycket effekt bränns av så löser Du nog också diodproblemet.
bearing
Inlägg: 11265
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av bearing »

2µH låter spontant väldigt lågt.

Sätt en RC-snubber över dioden. Typical junction capacitance är 45pF, så det är nog ett lämpligt startvärde på C.
Paxmax
Inlägg: 503
Blev medlem: 19 juni 2010, 11:33:20

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Paxmax »

Jag kikade på databladet för trafon och slås av hur ointuitiv pin-outen är på trafon.
Jag ser att det är odefinerat var pin 5 är, antingen är det en "medurs-räkning" av IC DIL kapslingstyp (räkning som normalt är moturs)
ELLER
så börjar den om nedtill på nästa rad med pin 5 mittemot pin 1.
Känns som risk att kopplingen mellan schema / layout kan gått knas här, men det kanske ni redan kollat.

Näe, jag har ingen hög konfidensgrad av min analys, jag var inte där så det är fri spekulation.

Om jag tänker till lite mer så:
Du har ingen snubber över sekundärens diod, det skulle jag testa.
Om jag tar synvinkeln att ALLT är korrekt enl. schema så reagerar jag på:
Hur i helskotta kan transformatorn ringa så pass mycket när den skall vara i switchens järngrepp?
Måste vara en unikt korrekt snubber eller soft release för att få den negativa dischargen så himla mjuk i starten (av punkt 2.)
Efter urladdningen i punkt 2. borde spänningen efter knäet falla till 0V och ringa lite, men istället verkar det initieras ny switchcykel.
Med tanke på laddningen vid punkt 3. borde den vid release falla brant men .. neeej, nå't konstigt sker, den laddar inte ur till kondingarna utan vandrar långsamt tills ny switchcykel initieras, kanske den "för korta" laddningen i "bonus cykeln" som avslutas vid 3. käkades upp av primärens snubber?
Laddningen initierad vid 4. resulterar i en enorm svängning (5.), här kan jag tänka mig att sekundärdioden blir lite lessen, backspänd 500V, ganska brutal dV/dT och ingen snubber som absorberar. Kanske blir en kort stunds backflöde genom dioden som inte gillar det samt att transformatorn "tar tillbaka" ström ur sekundärens kondingar >> det borde synas på Vout. Kanske sätta ett lågohmigt motstånd och mäta riktiga sekundärströmmen.
Med tanke på medelspänningen vid 1. 3. 6. måste jag hålla med om att detta korrelerar med 12V primär x 1:16 lindning, d.v.s. spänningsnivå'n är vad den borde vara vid "laddning" av flybacken.
..och den negativa output spänningen är mkt högre än vad en 1:16 fwd converter skulle ge så förmodligen flybackar den.

såå.. med det sagt testa en RC länk över sekundärdioden, och kolla databladet vad som kan ge den där extra triggningen, hur ser spänningarna ut på FBX, den skall ju vara ca +1.6V för att sluta switcha.
Hur ser feedbacken ut? det lilla jag ser kan inte vara allt. Verkar lite konstigt och koppla en RC länk till feedback.

Har du lastat ned utgången så pass att den inte når slutspänning för att slippa se den skena?
Agwan
Inlägg: 1617
Blev medlem: 15 september 2009, 09:05:14

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Agwan »

Jag skall prova sätta en RC över dioden och också mäta primär och sekundär samtidigt. Återkommer med resultaten från det.

Feedback:en är vanlig resistiv delning utanför bild i schemat. Och FBX hålls till -0.8V eftersom det är negativ feedback. RC-länken som syns i feedback:en är en feed-forward för att snabba på regleringen vid laststeg. Jag kan såklart prova ta bort den och se vad som händer, men den skall inte kunna påverka något i de här snabba förloppen.

Jag har 27kohm i last. Det skall ge 11mA i lastström.
Paxmax
Inlägg: 503
Blev medlem: 19 juni 2010, 11:33:20

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Paxmax »

Undra om de snabba förloppen på sekundärdioden slår igenom rc-länken till FBX och triggar reset? Dvs om FBX går under -0,88V eller över +1,72V.
Vid höga dV/dT kanske megaohm resistorn har en helt annan impedans, 200k? 500k? Jag e skitkass på HF men vaksam på intressanta fenomen såfort jag har med lite längre kablar eller långa ledare att göra med snabba förlopp.

Jo, en annan aspekt, hv-probar (diff probar) brukar inte ha bästa bandbredden, kan va bra att veta, så den kan maskera vissa snabba förlopp och presentera en "filtrerad verklighet".
Om du mäter på FBX kan det vara bra med bra snabb prob och inge filter på scopets vy.
Agwan
Inlägg: 1617
Blev medlem: 15 september 2009, 09:05:14

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Agwan »

Jag har tittat på andra sidan dioden och det ser jättefint ut, helt jämn och slät. Men ansolut, jag tittade med HVprob med låg bandbredd. Skall titta på feedbacken med. Dock tveksam över att den skulle resetta av ett så snabbt förlopp att det inte syns med HVproben. Vi får se.
bearing
Inlägg: 11265
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av bearing »

Agwan skrev:Jag har 27kohm i last.
3.3W last alltså.

"SW Pin Current Limit 4A" - Max energi som teoretiskt kan överföras är alltså ½*4²*2e-6*400k = 6,4W

Då kanske det inte var för liten induktans ändå. Men verkningsgraden måste vara minst 50%, inte 25% som du skrev tidigare.
Agwan
Inlägg: 1617
Blev medlem: 15 september 2009, 09:05:14

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Agwan »

Vid 54kohm last så får jag 1,7W ut och jag stoppar in ungefär 2.6. Så 0.9W förlust och en verkningsgrad på 65%. Jag kör med 54kohm nu eftersom dioden då inte brinner upp.

Jag provade med ett snubberfilter över dioden och visst sjönk oscillationen med ca 100V, men dioden blev 40 grader varmare direkt. Dock ett test som behöver göras om för jag använde inte en högspänningskondensator och det är ju faktiskt 700V över dioden och därmed också över resistorn och kondingen. Satte dit 100ohm.

Sedan tog jag och mätte på både primär och sekundärsidan. Det ser ut såhär:
swtch2.jpg
Jag mäter på switchen. Det ser ju lite underligt ut, man ser ju inte bara switchandet, men är det inte kickback från trafon som gör att det blir sådär? Det är rätt olika induktans på primär och sekundärlindningen.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
bearing
Inlägg: 11265
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av bearing »

4:an är det skumma, enligt mig. Ser ut som att transistorn slagit på, slår av, och slår på igen.

Kan det vara så att strömgränsen nås?
För liten induktans?
Det ser ut som att spolen aldrig blir strömlös, för när det händer kommer primären ligga på 12V. Det verkar alltså som att omvandlaren jobbar "continuous", när den antagligen är tänkt att jobba "discontinuous" med den här låga induktansen.
Paxmax
Inlägg: 503
Blev medlem: 19 juni 2010, 11:33:20

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Paxmax »

Trafon mättas, hinner aldrig ladda ur innan den laddas på mer.
Toppen gröna linjen, mellan punkt 2 och 3 i din senaste bild, där är en urladdningsfas, när trafon är tom så bildas ett knä och spänningen sjunker på primärsidan.
Det knäet är obefintligt, det hela slutar med laddad trafo och switchen slår om för att ladda på mer.

Bottensträckan mellan 3 och 4 ser man att det går in lite mer energi i trafon men sen sticker spänningen (fortf gröna kurvan) uppåt precis i början påå flanken 4, det är "the money shot":
Switchen är på men trafon är mättad så spänningsfallet över switchen ökar tills överströmskyddet internt säger ifrån, det sker precis när kurvan börjar peka uppåt mot 4an.
Trafon fortsätter sega sig uppåt, jag vet inte riktigt vart energi'n tar vägen, men nånstans hittar den ett utlopp eftersom omstarten av switchen sker väldigt fort och då går det in full dos utan att överströmskyddet slår i.
Agwan
Inlägg: 1617
Blev medlem: 15 september 2009, 09:05:14

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Agwan »

Ursäkta skalningen på primärsidans kurva, den är 12V, inte strax under 36V.

Punkten mellan 2 och 3 är väl när kraften matas in i högspänningssidan. Det är bara då som spänningen före dioden är högre (mer negativ) än efter. Där efter fyran precis innan switchen slår till igen så går spänningen på trafosidan av dioden mot spänningen på kondingsidan. Det läcker väl bakvägen lite genom dioden?
bearing
Inlägg: 11265
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av bearing »

Agwan skrev:Ursäkta skalningen på primärsidans kurva, den är 12V, inte strax under 36V.
Säker?

Spänningen borde vara 12 + 300/16 när spolen laddar ur, 12V när den är helt urladdad, samt 0V när den laddas. Så jag tycker att skalan verkar stämma.
Pucco
Inlägg: 880
Blev medlem: 11 december 2006, 14:48:08
Ort: Linköping

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av Pucco »

Om man tittar noga i bilden ser man att botten mellan 3-4 ligger nästan 1V under jord.
Jag tror fortfarande att perioden mellan 3-4 är flytande med lite restenergi som får det att glida iväg.
Capture.JPG
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
bearing
Inlägg: 11265
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Varför går min diod sönder?

Inlägg av bearing »

Bra teori. Spolen har alltså laddats med negativ ström. Kanske p.g.a reverse recovery.

EDIT:
En svagare diod kanske skulle göra susen?
Den borde ju ha mindre reverse recovery. Vilket gör att mindre energi kommer laddas baklänges i spolen, samt mindre energi behöver brännas i snubbern.

Jag provade just att simulera, dels med en 1A diod med 43pF capacitans, dels med en 0,2A diod med 4pF capacitans. Den större gick i avalanche hela tiden, och svår att snubba bort energin. Den mindre kunde snubbas utmärkt med 2p 5k, d.v.s inte mycket värme.
Skriv svar