这个续流持续时间会很长,二极管相当于让L关断后通过自身内阻慢慢消耗掉
会造成回拉问题的
本人电磁炮小白,虽然从事电子行业10余年,但一直从事控制测试等方向。偶然间刷到电磁炮的视频,觉得视频中使用可控硅需要调整线圈,而且还是会存在反拉现象,想动手使用IGBT来弄。刷到@托卡马克大佬的帖子,觉得该方案有人实践过,可行性较高,打板测试,结果卡在高边IGBT的G级不知何原因,打两发就会烧掉高边G极。后来考虑能量回收电路复杂,况且本想设计50级的加速单元,体积会比较大。然后就放弃了半桥回收的方式,想使用更简单稳定的控制方式来完成该设计,放弃了能量回收,先简单追求单发的射速。设计原理图部分见下图。
也是就设计了也在此时看到了头疼脑壳昏大佬的帖子,觉得这种方式简单可控,避免了之前高压关断,烧高边控制的问题。图中的器件也是借鉴了@头疼脑壳昏大佬的器件(实际也有借鉴大佬能量回收的方式,但担心能量回收下级时高压太高击穿电容或其他器件,焊接时并未焊接能力回收部分,而是选择直接用二极管续流)。经过单级的测试,确认空弹发射,有弹发射,均无烧器件的情况。头一铁,又从新打板,考虑到设计级数太多,打样大板比较不划算,PCB均分为每个12级,结果发现要多级工作,必须全部绕线,不能再一级一级调试了(本来计划由于不会时序仿真,且自己产品可能无法完全仿真的理想设计一致尤其是线圈真实距离并未理想的1cm,所以放弃了仿真时序,想自己每级单独进行时序调试,每次只开一级,将时序调整到射速最大,然后再调下一级)。于是在此时就出现了严重的BUG,本来想着不焊接电容,调到当前级数后再焊接下级电容,但无奈产品太过庞大,不好不停地移动翻转折腾,就直接将所有的电容一次性全部焊接上了。成品如下图。
于是出现了问题,刚开始调试,舵机推弹,1级运行,结果调试多次,初速一直是19m/s左右,最高一次是20.16m/s,但一直无法调整到设计时的25.6m/s(使用8x20mm定位销)。此时已经考虑到是否是后级线圈虽未工作,但可能子弹通过时给其造成了反拉。但审查原理图后觉得MOS管未开,应该没多大电流,可能自己设计上还有其他问题,比如线圈前5级是手绕,不够紧密或者当前实际电压是420V左右,并未达到仿真时450V等因素导致的。于是继续往后级调试,到时到第4级时时序基本确定好了,再打一发确认射速时,突然一声爆响。赶紧断电,确认所有电容没电后,观察并测量当前板子状态。发现有19级的MOS爆了,第5级光耦爆了。测试其他MOS管,发现基本所有MOS应该都有问题了(C级到E级只有3Ω或者0Ω),且光耦控制输出到MOS G的2欧姆阻值均出现不同程度的增长,大多都是MΩ级别了,有些还是33Ω等。
无奈,本来想发的分享贴,变成了求助贴了。求助点如下:
1,明明当前设计基本让每级都独立了,为什么突然一下干爆了这么多mos。
2,G级的2Ω使用0603封装是否合理。主要看@头疼脑壳昏大佬用的0603,且G级确实只是需要瞬间电流。想着有大佬前车之鉴应该没问题。但是前四级明明调整好时序了,结果爆板后,发现前四级的G级电阻也变大了。MOS也挂了。爆板时子弹还发射出去了,虽然只有16m/s。
3,多次刷论坛贴,考虑应该是时序问题,一旦产品上电后,应该是需要将时序一次写到位,否则很容易爆板。无奈在网上下载了好几个版本的MAXWELL,都无法打开@头疼脑壳昏大佬分享的时序文件,目前还在重新下载18.0,但不不知道能否安装成功,有大佬测试过的版本,麻烦给个链接。
,还请论坛中大神们给指点一二,后续若能成功,定当改为分享贴。
这个续流持续时间会很长,二极管相当于让L关断后通过自身内阻慢慢消耗掉会造成回拉问题的
嗯,您说的对。前期担心的是直接将关断后的能量注入到下级电容(电路上实际有预留,怕影响大神理解,所以删掉了),使得下级电容电压过高,所以想着保险一些,通过线圈将能量释放。目前已经安装了仿真软件,通过仿真发现电路这部分能量释放速度确实不够理想。后续还是将这部分能量注入到下一级试试。当前二级仿真图先贴出来。供大家参考,还在仿真这部分时序。顺便多嘴一下,仿真时真的等到人奔溃。一调整时间,就得等半小时。
建议:先少做几级,比如5级,没问题之后再做多级
分别调试驱动部分和功率部分,先上电用示波器或逻辑分析仪测量所有光耦的输出信号是否正常再开高压
maxwell的仿真步长可以给长一点,比如10us
回应,
1:不知道,没有足够的原理图,pcb,代码,难以猜测
2:2R正常工作情况下可以使用0603,电阻变大是因为电阻烧断,更换即可。建议使用1206 10R,但出故障时候会直接带走光耦。
3:实测2024R2版本可以用,但切换翻墙状态会导致许可证过期比较麻烦
建议:先少做几级,比如5级,没问题之后再做多级分别调试驱动部分和功率部分,先上电用示波器或逻辑分析仪
感谢大佬的回复。您的建议很中肯,初次尝试,确实不应该做这么多级。当时想着可以一级一级慢慢手搓时序,和少做几级的思路一致,设计的PCB,一个板子上也是设计了12级,不过可以多个板子并联。后来做的时候才发现考虑的太少,绕线很麻烦,安装很麻烦,所以就一次绕线48级,也全部都直接安装了。一级一级手搓时序时,出了问题,才发现这样的方式还是不可取。另外电阻烧断的问题,确如大佬所说。应该是后级线圈带电,多次积而不发导致高压,从而烧掉MOS以及G级电阻,甚至几个光耦。目前使用2018版本的maxwell仿真时序,暂时没问题。
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