半桥阵列电路验证
440Nx2023/10/30电磁炮 IP:广东

做这个验证实验其实有一些“历史原因”。一来是曾经使用ir2110作为开关驱动的实验失败了,而且使用较多igbt和隔离模块成本较高,所以我还带节奏否定了这个方案;二是最近尝试为scr辅助半桥的方案降低成本时发现了新问题不好解决。这个思路来源于三水合番的一篇很久以前的文章,本文探究的方案国内貌似没人做过,但是10年前俄文社区有人使用3*3igbt阵列取得成功。

现在我觉得上次失败的原因是ir2110这个芯片很不可靠,这次我只想弄个最简单的2*2试试。原理图不复杂。 circ18.png

igbt型号实际是k75mcs6,二极管使用75epu12l和30a10。电容选用一个1800uf电解,线圈匝数是627-300-250-225,长度14mm,间隔16mm,这样的目的是让线圈工作时互不影响。使用30a10作为防逆二极管的原因其实早已论证过,如果没有它,当打开q1,q3时,L3和L4会抵消一部分电感,形成L1和L2L3L4并联。如果线圈挨得太近,电流脉冲发生交叠,下降中的线圈附近的其他线圈将会受感应电动势产生电流,影响回收效果降低效率。

450v时最大电流约180a。

test18.jpg

在300v时最大120a,可以正常发射。

VID_20231024_133127.mp4 点击下载

但是在450v时烧了一个管子。上管的开通顺序是1-2-1-2,下管是3-4-4-3,然后正好就是这个4号管烧了。由此我觉得,管子过流损坏原因除了超出soa还可以是“烫”坏的,设计中必须避免出现这样连续开关的情况。此外,在发射中每个igbt多次开关的这种做法,我认为管子耐流仅有3倍额定,也就是说这个75a的管子只能用225a,120a的管子只能用360a。

在第一级我为了减少消耗提高效率使用了足有627匝的线圈,这使得较低电压工作时磁场很弱,大约不到2t,弹丸甚至没有磁化饱和,自然达不到预期的速度。后来在其他线圈处加强了磁场达到3t以上,弹丸情况就和以往实验差不多了,磁化超过2.1t。

在仿真图中你可能发现了,后3个脉冲的间隔相当短,这在我那个使用scr的半桥上是无法工作的。这个电路的优点就是自带译码功能并克服了scr反应慢的缺点,而缺点是昂贵和布线极其复杂,以至于在大规模的应用中不用飞线在成本上几乎是不切实际的。

[修改于 1年1个月前 - 2023/10/30 09:24:18]

来自:物理高能技术 / 电磁炮动手实践:实验报导
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