Pics inductifs alimentation à découpage

[inviteb066dc55]

Bonjour,
Je me suis lancé dans la fabrication d'une alimentation à découpage HalfBridge dont la tension de sortie ne dépend pas du rapport cyclique, car elle est redressée sans inductance! Le montage ressemble plus ou moins à celui-ci: https://www.astuces-pratiques.fr/ele...e-ampli-schema

Le montage avec le relais pour limiter le courant d'appel est différent dans mon cas mais fonctionne tout aussi bien, ainsi que la valeur des gros condensateurs au primaire qui n'est que de 470uF! Enfin, le plus important est que je n'ai pas utilisé les mosfets désignés sur le schéma parce qu'ils valaient trop cher, je me suis donc rabattu sur des A22N60EF! 22A, 600V, avec diodes integrées rapides! Cependant, le transformateur étant une charge inductive fonctionnant avec des temps mort, j'ai peur que mes mosfets soit détruits par les pics inductifs produits par lui!
Ma question en plus clair est donc: est-ce que les diodes integrées au mosfets, rapides dans mon cas, suffisent, ou dois-je en ajouter d'autres (j'ai ce qu'il faut), ou carrément un snubber (ce qui est difficile puisque les pics inductifs peuvent se produire dans les deux polarités?
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[inviteb066dc55]

J'ai oublié de dire que dans mon cas la fréquence est d'environ 66khz!

[Antoane]

Bonjour,

https://www.mouser.de/applications/p...topology-half/
Sans inductance de sortie, le circuit connecte en parallèle deux sources de tension à chaque commutation (la capacité de sortie et la sortie du transfo), créant un stress important sur les composants actifs et sur les condensateurs de puissance.
Avec l'inductance, le circuit connecte une sources de tension et une de courant (l'inductance et la sortie du transfo), et là tout va bien

As-tu une datasheet pour ces mosfet ?

L'inductance de la charge ne pose pas de problème grace aux diodes en parallèle des MOSFET.
L'inductance de la maille de commutation, incluant les mosfet et le condensateur de découplage est bien plus problématique.

[inviteb066dc55]

Qu'est-ce que l'inductance de la maille de commutation?
Et oui j'ai un datasheet pour les mosfets https://www.distrelec.ch/Web/Downloa...E3_eng_tds.pdf
Je voudrais juste être certain qu'ils ne risquent pas d'être détruits par des pics créés par le primaire du transfo lors des temps morts!

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Je voudrais juste être certain qu'ils ne risquent pas d'être détruits par des pics créés par le primaire du transfo lors des temps morts!

Ils ne seront pas détruits par les pics de tension créés par l'inductance de fuite du transformateur.
En revanche, ils pourraient souffrir des pics de courants causés par le choix d'une mauvaise structure.
Et ils risquent de souffrir de l'effet de l'inductance parasite de la maille de commutation. Cette inductance parasite est due à la surface de la boucle de courant incluant le condensateur de découplage et les transistors de puissance. C'est pour la minimiser qu'on cherche à rapprocher ces composants autant que possible. C'est un peu complexe mais ce document pourrait t'éclairer : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02187484/document

[inviteb066dc55]

Malheureusement dans mon cas les composants sont reliés par des fils, il n'y a pas de plaque, donc ces inductances parasites doivent bien se manifester, alors j'aimerais bien savoir comment je peux protéger les mosfets!

[Antoane]

Peux-tu fournir un schéma complet du circuit et une photo du prototype ?

[inviteb066dc55]

Le temps de créer le schéma et ça arrive!

[inviteb066dc55]

Voici le schéma, avec un peu de retard désolé:23A21F3F-5D45-4244-B87B-320FC80AC602.png
Et voici la construction! Le travail manuel n'étant pas mon fort, elle ressemble à... du grand n'importe quoi mais ça marche et quand ce sera terminé ça ira dans une boîte:
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[inviteb066dc55]

Effectivement, niveau capacités et inductances parasites, mon montage doit être dans les pires conditions, c'est pour ça que je pense qu'un snubber s'impose mais je ne sais pas avec quoi le faire!

[inviteb066dc55]

J'ai des diodes rapides 600V et des condensateurs 1nF 1KV, et aussi un 1nF 2KV! Je dispose encore d'un tas de condensateurs Y1 ou Y2!

[Antoane]

Ajoute un fil aussi court que possible (i.e. quasiment tendu) entre le drain du MOSFET connecté au GND et la source du MOSFET connecté au Vcc
Ajoute un condensateur plastique ou céramique de 100 nF à 1 µF entre entre le drain du MOSFET connecté au Vcc et la source du MOSFET connecté au GND. Le câblage doit être aussi court que possible, avec des fils presque tendus.

Pour dimensionner un snubber, il faut des oscillogrammes...

[inviteb066dc55]

C'est si complexe de dimmensionner un snubber? Les fils presque tendus seront durs à placer étant donné que le tout bouge..., et si jamais la source d'un mosfet est connectée au GND et le drain de l'autre au VCC, pas le contraire!
Et si j'ajoute ces fils, il y aura un court-circuit!
Ou alors j'ai mal interprété ton message...

[Antoane]

Il ajouter les fils et le condensateur rouge :

Les fils rouges doivent être aussi courts que possible. Rien ne devrait bouger puisque les MOSFET sont fermement vissés au radiateur.

[inviteb066dc55]

Ah oui c'est juste! J'avais oublié ce "petit détail"! Je vais tout de suite le faire!
Le condensateur doit donc supporter 325VDC... un condensateur 275VAC 220nF fera-t-il l'affaire?

[inviteb066dc55]

En sachant que 275V a un pic de presque 390V!

[Antoane]

Ca me parait ok.

[inviteb066dc55]

D'accord, alors tout d'abord je vais le relier à un secteur rectifié pour voir sa réaction!

[Antoane]

Pour info, je n'ai pas étudié le reste du schéma.

Il serait préférable d'augmenter progressivement la tension d'alimentation et de contrôler que tout fonctionne correctement à tension réduite. Surtout, le courant d'alimentation devrait être limité.
D'où vient le transformateur ? est-il correctement isolé ?

[inviteb066dc55]

Voici les liaisons supplémentaires!

Sur le schéma j'ai oublié une résistance de 100ohm qui limite le courant au démarrage pendant une demi-seconde avant qu'elle soit court-circuitée par un relais!
Le transformateur vient d'une ancienne alimentation à découpage qui ne fonctionnait pas, et sa tension de sortie était supposée être 9V avec un courant de 20A, donc je n'avais pas grand intérêt à la réparer!
Son transformateur me semblait bien dimensionné il y avait la mention QC passed donc j'ose espérer que l'isolation est correcte!
Apparemment la tension de sortie redressée et filtrée est d'environ 22V, mais il y avait un inducteur et un feedback dans l'ancienne qui basait tout le fonctionnement sur le rapport cyclique!

[inviteb066dc55]

Je viens de tester et ça fonctionne mais si je laisse branché longtemps j'ai peur que les mosfets grillent!

[inviteb066dc55]

Comme "presque tendu" ça paraît bon?

[Antoane]

Bonjour,

Les mosfet peuvent être détruits par stress électrique :
- surtension sur le Vgs
- surtension énergique répétitive sur le Vds
ou par stress thermique.

Les surtensions sur la grille ont généralement un effet destructeur assez rapide (suivant l'amplitude des pics, il peut suffire de quelques sur-tension, i.e. quelques périodes de découpage) tandis que les effets thermiques sont lents et faciles à observer : il suffit de voir si le composant chauffe.
Si tu n'as pas détruit les mosfet durant les premières secondes de test et que rien ne chauffe trop, on peut s'attendre à ce qu'il ne survienne pas de destruction catastrophique à court terme.

Les surtension sur le Vds se font généralement remarqué par leurs effets thermiques : la quasi-intégralité des MOSFET de puissance actuel est capable d'absorber l'énergie d'une commutation sur charge inductive sans diode de roue-libre, c'est le côté "Avalanche energy rated (UIS)" vanté par la datasheet. Une répétition de ces passages en avalanche intervenant "peu fréquemment" (<1 Hz) et sans accroissement notable de la température moyenne se traduit cependant par un vieillissement lent de la métalisation et des fils de bondings, entrainant une augmentation lente de la Rdson.


>> https://forums.futura-sciences.com/a...35d97269d3.jpg
On peut se demander si l'isolation est très bonne, s'il n'y a pas un risque d'arcage. Il faudrait que la surface de boucle, entourée en rouge sur l'image :

soit aussi faible que possible. Autrement dit : il faudrait que les fils blancs et verts soient plus proches (même s'il faut pour cela allonger un peu le fil blanc de gauche), quasiment à se coller.

[inviteb066dc55]

Changer l'emplacement des fils serait difficile... j'ai pu faire fonctionner le tout pendant plusieurs minutes!
Les mosfets ne sont pas trop chaud pour être touchés, j'estime dans les 30 degrés!

Si je fais fonctionner le tout en série avec deux tubes hallogènes de 400W je ne les vois jamais s'allumer!

[inviteb066dc55]

Ah je viens de comprendre! Alors dans ce cas utiliser du chatterton pour tenir les fils ensemble c'est une bonne idée? Risque d'arcage je pense quand même!

[inviteb066dc55]

À quelle distance 325VDC peuvent-il créer un arc?