Problème de surtension (et de snubber)

[JKB]

Bonjour à tous,

Je sèche sur un problème qui doit être connu, mais sans trouver de
solution applicable.

Considérons le schéma suivant :
https://hilbert.systella.fr/public/alimentations_haute_tension-Onduleur.pdf

Les sorties T+ et T- filent sur un transformateur à point milieu. T+
et T- sont les extrémités de l'enroulement primaire, le point
central est connecté à V28. C'est un convertisseur push-pull
standard.

Les signaux sur les grilles de Q47 et Q48 sont parfaits (carrés
entre 0 et 15V, temps de garde...). Sans le transformateur, tout
fonctionne (sauf les sorties haute tension).

Il y a un peu de puissance qui passe dans le circuit (on peut monter
à 15A dans Q47 et Q48).

J'ai mesuré les capacités et inductances parasites :
Lp = 397 nH
Cp = 33 nF
=> R = 3R45.

Les transistors sont sur un plan d'alimentation à trois ou quatre
centimètres du transformateur.

J'ai donc mis Rsnubber = 3R3 et Csnubber = 68nF (le résultat est
meilleur qu'avec des valeurs inférieures de capacité).

Le snubber fait son boulot correctement même s'il dissipe beaucoup.
Est-il possible de trouver un circuit pour le faire moins dissiper ?
Ce n'est pas dramatique non plus, 21W pour 200W de sortie. Toutefois si
je pouvais grater un peu, je serais content.

Mais ce n'est pas le point le plus ennuyeux.

Un certain nombre de circuits sont connectés à V28. Par exemple :
https://hilbert.systella.fr/public/alimentations_haute_tension-Reg.pdf

Je mesure aux bornes de C14 50 à 60 V ! Pourquoi ? Parce que lors de
la commutation de Q47 et Q48, il y a un temps où les deux
transistors sont bloqués; L'énergie dans le transformateur doit
passer intégralement au secondaire. Sauf qu'une petite partie est
réfléchie et provoque un spike malgré la batterie de condensateurs
sur V28 (ces condensateurs se trouvent sur une carte fille et il y a
un transistor avec un Rdson de 4 mR sur le chemin).

J'aimerais beaucoup ne pas être contraint de retirer D63 (parce
qu'en la retirant, il se trouve que C14 chauffe beaucoup car la
commutation du transfo tire sur cette capacité).

La question est donc simple : comment calmer ces spikes ?
Je cherche, mais je ne trouve rien d'évident.

Merci de toute lumière,

JKB

--
Si votre demande me parvient en code 29, je vous titiouillerai volontiers
une réponse.

[JKB]

Premier truc à corriger : snubber sur les diodes au secondaire du
transfo. Ça semble aider pas mal.

[JKB]

Le 30-01-2023, JKB <J...@hilbert.invalid> a écrit :
>
> Premier truc à corriger : snubber sur les diodes au secondaire du
> transfo. Ça semble aider pas mal.

En fait non. Ça ne change pratiquement rien sinon le rendement qui
chute (j'ai essayé de 220 pF à 22 nF en 630V). Les diodes
de redressement sont des IDH02G120C5 montées en pont (pas en
va-et-vient) qui indiquent :
"no reverse recovery courant/no forward recovery".

Je ne vais tout de même pas clamper ça avec des TVS !...

Sur https://hilbert.systella.fr/public/DSC_0525.JPG
l'allure les tensions.

La trace du haut est V28. On voit bien 28V plus des oscillations
lors des commutations.

La trace du bas est la tension Vds d'un transistor. On voit bien que
le snubber fonctionne, il n'y a plus d'oscillation entre le
transformateur et le transistor. Mais il reste toujours ces
oscillations qui sont provoquées par le passage du transistor à
l'état bloqué.

Je sèche.

JKB

[JKB]

Aucune progression. J'ai essayé de rendre les commutations des
mosfets plus "douces" en augmentant la résistance de grille. Seule
réaction : on consomme plus dans les mosfets.

Un snubber général sur le transfo ne change rien non plus.

Je pense ne plus avoir d'idée.

[Olivier B.]

JKB a couché sur son écran :

>
> Je mesure aux bornes de C14 50 à 60 V ! Pourquoi ? Parce que lors de
> la commutation de Q47 et Q48, il y a un temps où les deux
> transistors sont bloqués; L'énergie dans le transformateur doit
> passer intégralement au secondaire.
>

sauf celles liées au cablage

>
> Sauf qu'une petite partie est
> réfléchie et provoque un spike malgré la batterie de condensateurs
> sur V28 (ces condensateurs se trouvent sur une carte fille et il y a
> un transistor avec un Rdson de 4 mR sur le chemin).
>
> J'aimerais beaucoup ne pas être contraint de retirer D63 (parce
> qu'en la retirant, il se trouve que C14 chauffe beaucoup car la
> commutation du transfo tire sur cette capacité).
>
> La question est donc simple : comment calmer ces spikes ?
> Je cherche, mais je ne trouve rien d'évident.
>

effectivement, normalement sur ce type de montage avec un cablage très
court on se passe de snubber à condition que le secondaire absorbe
bien, j'ai pas l'impression d'avoir vu son schéma ... ?

[JKB]

Le 04-02-2023, Olivier B <olivi...@free.fr.invalid> a écrit :
> JKB a couché sur son écran :
>>
>> Je mesure aux bornes de C14 50 à 60 V ! Pourquoi ? Parce que lors de
>> la commutation de Q47 et Q48, il y a un temps où les deux
>> transistors sont bloqués; L'énergie dans le transformateur doit
>> passer intégralement au secondaire.
>>
> sauf celles liées au cablage

Certes. Là, j'ai deux centimètres entre les deux transistors et le
transfo (et la longueur des fils du transfo ne changent rien, j'ai
testé en prenant un second transfo, en coupant le fil émaillé au
plus près du tore et en le passant au bain à étamer.).

>> Sauf qu'une petite partie est
>> réfléchie et provoque un spike malgré la batterie de condensateurs
>> sur V28 (ces condensateurs se trouvent sur une carte fille et il y a
>> un transistor avec un Rdson de 4 mR sur le chemin).
>>
>> J'aimerais beaucoup ne pas être contraint de retirer D63 (parce
>> qu'en la retirant, il se trouve que C14 chauffe beaucoup car la
>> commutation du transfo tire sur cette capacité).
>>
>> La question est donc simple : comment calmer ces spikes ?
>> Je cherche, mais je ne trouve rien d'évident.
>>
> effectivement, normalement sur ce type de montage avec un cablage très
> court on se passe de snubber à condition que le secondaire absorbe
> bien, j'ai pas l'impression d'avoir vu son schéma ... ?

Pont de diodes (sans recouvrement), filtre CLC, charge résistive.
J'ai essayé tout ce que j'ai dans mes bouquins traitant du sujet
sans résultat. Un snubber sur les diodes du pont ne change rien
(elles sont réellement sans recouvrement), un snubber général sur le
transfo dégrade plutôt les choses, un snubber RCD sur chaque
enroulement n'apporte rien. J'ai essayé de rendre l'alimentation
résonnante, mais ça ne fut pas probant.

J'ai résolu le problème différemment. J'ai rajouté sur le point
central du transformateur un filtre LC (18 µH / 4*2200 µF). Avec les
deux snubbers (3R3+68nF) et ce filtre, j'ai des signaux propres
partout et plus rien ne remonte sur les alimentations.

J'ai fait tourner l'alimentation six heures à 500 Vdc avec la
polarisation à -50 Vdc sans aucun problème. Et comme un idiot, j'ai
cramé un IPP051 en modifiant les valeurs du filtre. Le truc anti ESD
de mon Weller ne doit être que symbolique. Bref, j'ai un des deux
transistors qui s'est transformé en barreau de silicium et je ne
sais pas où trouver des IPP051 actuellement. Il ne m'en reste qu'un en
stock :-(

L'alimentation 5V, toute la logique et la polarisation négative
tirent 150 mA. Durant mes tests, la consommation était de 2A sous
28V, soit 56W. 51W pour la partie haute tension. 22W sous 500V en
sortie. La puissance est perdue dans les snubbers (les transistors ne
chauffent quasiment pas). J'ai bon espoir d'obtenir un rendement
correct en tirant plus de courant (la consommation des snubbers
reste normalement la même).

À 500V en sortie, j'ai une tension parfaitement régulée. Je vois
juste une petite commutation tous les 100 kHz (à peu près 10mV).