Σχεδιασμός Inverter για induction heater

[Arctic]

Καλησπέρα,
Σχεδιάζω ένα induction heater ~500W για ένα πελάτη αλλά υπάρχει θέμα - καιγονται τα mosfets όταν το συνδέω στα 120V (μεσω 2kVA μετασχηματιστή). Το πρόβλημα υποθέτω ότι είναι τα πολύ υψηλά spikes που δημιουργούν και απώλειες και ενδεχομένως καταστρέφουν την ανάστροφη δίοδο του mosfet.
Παρακάτω υπάρχει το σχηματικό ως βάση (έχουν αλλάξει διάφορα υλικά + έχουν προστεθεί RC snubber με C = 3.3nF, R=12Ω).
Το κύκλωμα δεν δουλεύει στον συντονισμό του LC (το LC ειναι σε άλλη πλακέτα - άλλο σχηματικό) αλλά λίγο παρακάτω από την ιδιοσυχνότητα έτσι ώστε να μη φαίνεται ως βραχυκύκλωμα(.
Ακολουθούν οι φωτογραφίες από τα σήματα ελέγχου (κατά το προγραμματισμό του MCU επιλέγω dead time = 200ns ωστόσο στο παλμογράφο φαίνεται διαφορά 400ns - ίσως δεν έχω καταλάβει εγώ κάτι καλά.
Ακόμη φωτογραφίες από Vgs-Vds, και στη μετάβαση switchON και σε μετάβαση switchOFF. Οι χρόνοι του mosfet είναι TonDelay=13ns, Trise=12ns, ToffDelay=133ns και Τfall = 10ns.
Οι φωτο και το σχηματικό βρίσκονται στο link https://u.pcloud.link/publink/show?code=kZ5y1nXZxUGTwF7GAER7JDxhXSDh5LfMDiqX . Τα ονόματα των φωτογραφιών υποδεικνύουν και τα σήματα.

Έχετε καμια ιδέα τι παίζει ή τι πρέπει να διορθώσω; Μήπως το ότι είναι τόσο γρήγορο το τρανσιστορ για συχνότητα ~70kHz προκαλεί μεγαλύτερο spike;

Ευχαριστώ

[Arctic]

Να προσθέσω επίσης ότι η έξοδος του inverter συνδέεται σε step_down HF μετασχηματιστή όπου στην έξοδο συνδέεται το LC. Αυτό το κανα για να μειώσω κι άλλο τη τάση (από τα 170/2 DC). Τελικά όμως νομιζω ότι είναι βλακεία ως σχεδιασμός - μια και μπορεί να υπάρξει έλεγχος της ισχύς και μέσω της συχνότητα (ελέγχοντας/μετακινώντας το impedance).
Μια άλλη εικασία είναι ότι το επαγωγικό φορτίο του πρωτευοντος του πηνιου προκαλεί το μεγαλύτερο spike.
Επειδή το κύκλωμα δεν δουλευει στην ιδιοσυχνότητα - δεν μπορεί να δουλεύψει και σε ZVS ή ZCS χωρίς να ανέβει η πολυπλοκότητα.

[IRF]

Χωρίς να είμαι ο πλέον ειδικός στο συγκεκριμένο κύκλωμα, ότι έχω δει έχει σε ερασιτεχνικό κύκλωμα έχει και εξωτερική δίοδο schottky επιπλέον της εσωτερικής διόδου του mosfet

[Arctic]

Πρακτικά δεν γνωρίζω τι είναι σωστότερο, ωστόσο η διοδος του μοσφετ νομίζω ότι ειναι σκετικά γρήγορη για τα ρεύματα που περνάνε (ΙDmax = 28A).

Να σημειώσω ότι το κυκλωμα στις φωτογραφίες τροφοδοτείται από VDC = ~20V και όχι από ΑC πηγή.

[info@kalarakis.com]

Θα έλεγα ότι η τάση αναστροφής είναι μεγαλύτερη από ότι αντέχει η δίοδος του Μος

[Vagelis64]

Εσβησα , για αλλου ηταν sorry

[selectronic]

Χωρίς να είμαι ο πλέον ειδικός στο συγκεκριμένο κύκλωμα, ότι έχω δει έχει σε ερασιτεχνικό κύκλωμα έχει και εξωτερική δίοδο schottky επιπλέον της εσωτερικής διόδου του mosfet

Θα έλεγα ότι η τάση αναστροφής είναι μεγαλύτερη από ότι αντέχει η δίοδος του Μος

Και εγώ νομίζω ότι θα ήταν πολύ εύκολο να βάλεις δύο εξωτερικές διόδους για να δεις αν αυτό θα λύσει το πρόβλημα...

[Arctic]

Θα δοκιμάσω με καμια schottky V>650V @ 10Α - σίγουρα θα μειωθεί το πρόβλημα υπερθερμανσης.
Όμως και πάλι, τα τόσο υψηλά spikes ειναι λάθος. Το RC στραγγαλισμού υποτίθεται επιλέχθηκε βέλτιστα (βαση ενός οδηγού που βρηκα online).
Εικάζω ότι η τροφοδοσία του μετασχηματιστή απευθείας από τον inverter μάλλον προκαλεί τις υψηλές τάσεις.
Κατά τη σβέση των mosfets τα ρεύματα πρέπει να διατειρηθούν με αποτέλεσμα πολύ ψηλά spikes

[SProg]

Για ποιο λόγο 70kHz; Με ποιο κριτήριο έγινε η επιλογή; Το deadtime γίνεται και με ΗW υλοποίηση ή σε συνδιασμό. Εσύ δεν έχεις προβλέψει ώστε η φόρτιση/εκφόρτιση των Gates να μπορεί να γίνει με διαφορετικό ρυθμό/ρεύμα. Αυτά σου τα δείχνει το Datasheet και στα προτεινει.


Πως επελεξες την τιμη του πυκνωτη CBoot;
Τι εύρος D.C PWM δίνεις;Ποια είναι τα όρια που έχεις ορίσει;



Ανέβασε το layout του PCB.

[Arctic]

Ευχαριστώ πολύ για την απάντηση.
Θα επανέλθω με τα δεδομένα