[纯属水贴] 没什么用系列:一种可能降低全控器件成本的方案
OMEGAERJSH2023/05/19电磁炮 IP:辽宁

这是一个很简单的想法,相信很多人都想过但被pass掉的方案。因为这个东西根本达不到预期的效果.......

但我就是要发出来耽误一下大家的时间 sticker

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摘要:本帖提出一种面向爱好者圈子的降低开关器件成本的方案。使用可控硅与低压大电流MOS管串联驱动的方法实现了兼具低成本、高耐压且在一定条件下可关断的效果。该方案经实验验证虽然可以正常触发,但是并不能(或不好)控制关断,所以似乎并没有什么卵用........

背景意义:因可控硅的低成本、驱动简易、高耐压及高电流过载倍数,使得高压可控硅触发方案在爱好者圈子广为流传。但可控硅的不足是导通后不能直接关断,使得系统能量转化效率被限制。近些年来,随着拆机器件的发展,更多爱好者开始使用可关断器件的方案,这使得系统能量转化效率得到一定程度的提升。常用的可关断器件有两种:Mosfet和IGBT。但Mosfet由于器件本身的限制很少做到高压大电流,所以一般用在低压大电流系统居多。IGBT虽可做到高压大电流,但同等电压或电流下其相对可控硅及Mosfet的成本较高。所以需要一种低成本的高压大电流可关断器件。

研究现状:没调研,所以不清楚.....没准我这个已经有人做过了也说不定,直接看下边吧.......设计灵感来自于一本老书上的电路图:

image.png

大概是这样一个思路,但后来怎么也想不出这么做有什么意义了......如果有大佬可以帮忙解释下感激不尽

研究内容:根据上边的电路忽然想到可控硅也是电流型器件,理论上可以使用高压可控硅串联低压大电流MOS管的形式得到一个可关断的高压大电流器件:

image.png

仍然和三极管串联的触发顺序一致:先触发MOS管使其电阻降至最低,使得导通时不至于过压击穿,此时可控硅承受高电压;再触发可控硅,导通时可控硅的高过载倍数以及低压大电流MOS管可以承受几百安培的电流。关断时同样先封锁可控硅的触发信号,再关断MOS管。然而后来想到关断时虽然可控硅去掉信号时不会关断,但去掉信号可将MOS管关断,此时关断电压虽然达不到可控硅的耐压,但近似可达到MOS管的耐压(暂时忽略关断尖峰)。以达到相对可控硅换相关断提前关断的效果

抱着试一试的心态,使用如下图参数的电路进行测试,实测可以正常导通和关断。红色字体表示关断后MOS管DS两端电压。

image.png

然而后来发现,可控硅在小电流的情况下本来就可以关断,所以这个试验并没有什么参考价值。

后来做了一个大电流版本的样机进行测试,测试用电路图如下:

image.png

实物及试验环境

IMG_20230519_110012.jpg

IMG_20230519_104258.jpg

测试结果:没有波形及视频(没有示波器,也没拍视频)。目前测试达不到关断的效果,每次触发后电容剩余电压都在7-8V。后来把触发脉冲持续时间缩短后MOS管被击穿。无法验证是否可以达到MOS管耐压左右的电压进行提前关断。

而且关断电压也不能简单按电容剩余电压计算,在线圈的续流二极管来不及续流的时候,电容的剩余电压和线圈的感生电压之和加到关断的管子两端也会造成过压击穿。


本贴结束。以此纪念我浪费了一整天的时间。以后再也不尝试这种可能谁都想得到且绝对不可能达到预期的东西了......过于浪费时间。

在此感谢一点一点看到这里陪我一块浪费了时间的朋友们。



[修改于 1年6个月前 - 2023/05/20 09:53:28]

来自:物理高能技术 / 电磁炮
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~~空空如也
虎哥
1年6个月前 IP:四川
920736

虽然实验失败,但想法还是很有意思的。

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OMEGAERJSH作者
1年6个月前 IP:辽宁
920740
引用虎哥发表于1楼的内容
虽然实验失败,但想法还是很有意思的。

多谢虎哥鼓励

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OMEGAERJSH作者
1年6个月前 IP:辽宁
920741

这东西触发反应速度挺慢的,关断关早了还容易炸管。可能适用于低压的boost回收拓扑但并没什么大用.......

也许可以增加一个过压保护电路单独控制MOS管,关断时候超压了就让MOS管再导通,来勉强实现提前关断,顺便还可以让Boost回收变成斩波的感觉。但想了下这个关断后再触发保护的时序似乎并不好做......没啥用,拉倒了,不想了。 sticker

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warmonkey
1年4个月前 IP:广东
923042

楼主请更新实验手段。这种简单电路用LTSpice之类的仿真软件可以算得很准,不需要烙铁、万用表、示波器。

电力电子使用组合器件(如IGBT)已经不是什么新创意,能组合的应该早就都穷举过了。我鼓励楼主用LTSpice再试一次。

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