Seccionamiento en DC

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Seccionamiento en DC

#1

Mensaje por Vitriolo »

Abrimos este hilo, para seguir con la idea de cómo seccionar y eliminar, en su caso, el arco eléctrico que se produce en esta maniobra.
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Re: Seccionamiento en DC

#2

Mensaje por Vitriolo »

La idea primigénia era evitar el arco eléctrico, poniendo un MOS ó IGBT en paralelo con el contacto DC, con un esquema planteado inicialmente :
Supresor.jpg
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Re: Seccionamiento en DC

#3

Mensaje por Corazon_de_perro »

Pues sí, en cuanto pasamos de 30-40 Vdc, es un problema el cortar la corriente continua.
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Re: Seccionamiento en DC

#4

Mensaje por Pac0 »

La idea también podría servir para relés?
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Re: Seccionamiento en DC

#5

Mensaje por Vitriolo »

Pac0 escribió: 08 Abr 2019, 20:51 La idea también podría servir para relés?
Claro, es para cualquier contacto electromecánico que conmute un circuito en DC
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Re: Seccionamiento en DC

#6

Mensaje por Corazon_de_perro »

En estos días me he visto obligado a hacer un regulador PWM de 600 V y 20 A nominales. Para esas tensiones, los semiconductores tienen una caída de tensión de 1 V o más y hacen falta disipadores grandes. El esquema que he seguido es éste:
Apagado.png
Para pasar al estado de encendido, primero activamos el transistor y desactivamos el contactor de la derecha. Posteriormente, desactivamos el IGBT y activamos el contactor de la izquierda. Esto sería para la etapa de BULK.
BULK.jpg
Para la etapa de absorción, desactivamos el contactor de la izquierda, y modulamos con el IGBT.
Absorción.jpg
Cuando tenga la PCB "mona" ya prepararé un brico, con las medidas de seguridad adicionales.
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Re: Seccionamiento en DC

#7

Mensaje por Vitriolo »

He simulado el seccionamiento de una carga resistivo-inductivo, con simple contacto y después con el circuito que propuse:
Switch OFF:
Off-DC-Sch.jpg
Off-DC-Osc.jpg
Con el circuito propuesto:
Off-DC-Sch-MOS.jpg
Off-DC-Osc-MOS.jpg
Evidentemente, tal como se comentó, habría que valorar si el dispositivo MOS/IGBT entra en zona avalancha y se destruye o no,
pero parece que en principo, el circuito actuaría.
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Re: Seccionamiento en DC

#8

Mensaje por Homo_non_sapiens »

Vitriolo escribió: 08 Abr 2019, 22:06He simulado el seccionamiento de una carga resistivo-inductivo, con simple contacto y después con el circuito que propuse
Por favor, explícanos el funcionamiento del circuito a los que no entendemos de electrónica ...
Es que me parece un "invento" importante y útil, pero leyendo tu post #7, no entiendo como funciona ... :oops:
Si, por ejemplo, quiero abrir el circuito de un termo con una resistencia de 2kW, alimentado con 200Vdc (10A), qué componentes electrónicos tengo que emplear ?
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Re: Seccionamiento en DC

#9

Mensaje por Invitado »

Homo_non_sapiens escribió: 09 Abr 2019, 09:52
Vitriolo escribió: 08 Abr 2019, 22:06He simulado el seccionamiento de una carga resistivo-inductivo, con simple contacto y después con el circuito que propuse
Por favor, explícanos el funcionamiento del circuito a los que no entendemos de electrónica ...
Es que me parece un "invento" importante y útil, pero leyendo tu post #7, no entiendo como funciona ... :oops:
Si, por ejemplo, quiero abrir el circuito de un termo con una resistencia de 2kW, alimentado con 200Vdc (10A), qué componentes electrónicos tengo que emplear ?
Partimos del contacto cerrado, es decir no hay potencial en sus bornes.
Al empezar a abrir, aparece una tensión D-S que a través del condensador, ceba el Igbt o Mos; al cabo de unos instantes, el contacto físico del relé ya está abierto y el Mos, al haber cmpletado la carga del C, empieza a descebarse, cortando todo definitivamente.
Simplificando: para evitar el "arco", el Mos se encarga del trabajo "sucio" unos milisegundos.
En un post mío que no encuentro, estaban las premisas de diseño del circuito. A ver si alguien recuerda dónde.
Los posibles problemas vendrán del lapso en el que el condensador casi ha completado su carga y el Mos puede entrar en zona lineal, con una disipación considerable.
Hay que probarlo; las simulaciones en este caso no sirven demasiado.
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Re: Seccionamiento en DC

#10

Mensaje por Vitriolo »

Ayer estuve con la simulación esta, es del programa Multisim de NI, que conozco muy poco ( habré hecho como 20 circuitos para simular, con sus variantes ), hay una analizador I V para transistores ( para ver esto de la avalancha en zona lineal ) pero lo dejé para otro rato pq no lo entendía, voy a tener que leerrme el manual ! :oops: :oops:
Para el que le interese, es la versión 12 del Multisim. Aunqe en esta última simulación al cabo de 100 mS se vuelve un poco loco todo él, y no es el circuito, porque si pongo la Vgs a 0 con un switch, es imposible que el MOS conduzca después.
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Re: Seccionamiento en DC

#11

Mensaje por Homo_non_sapiens »

jeopardize escribió: 09 Abr 2019, 10:01Partimos del contacto cerrado, es decir no hay potencial en sus bornes ...
Ahora lo entiendo mejor, gracias

Lo que sigo sin entender es esta frase: "Los posibles problemas vendrán del lapso en el que el condensador casi ha completado su carga y el Mos puede entrar en zona lineal, con una disipación considerable"
Que puede pasar, cuando la C haya casi completado su carga y el MOS entra en su zona lineal? Que elementos se podrían quemar? Es problema de la tensión o de la intensidad?
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Re: Seccionamiento en DC

#12

Mensaje por Corazon_de_perro »

Vitriolo escribió: 09 Abr 2019, 10:23 Ayer estuve con la simulación esta, es del programa Multisim de NI, que conozco muy poco ( habré hecho como 20 circuitos para simular, con sus variantes ), hay una analizador I V para transistores ( para ver esto de la avalancha en zona lineal ) pero lo dejé para otro rato pq no lo entendía, voy a tener que leerrme el manual ! :oops: :oops:
Para el que le interese, es la versión 12 del Multisim. Aunqe en esta última simulación al cabo de 100 mS se vuelve un poco loco todo él, y no es el circuito, porque si pongo la Vgs a 0 con un switch, es imposible que el MOS conduzca después.
La idea es muy ingeniosa y parece que funcionará. Cuando abrimos el circuito, la energía almacenada es 1/2 L I^2 y a eso hay que sumar la que se almacena en los condensadores en el cebado, que es 1/2 C1 I^2 + 1/2 C2 I^2. No parece que se salga de la zona SOA si se usan IGBTs ni parece que vaya a haber problemas de avalancha.

Vamos, que si hay que hacer una porra, yo digo que funciona.
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Re: Seccionamiento en DC

#13

Mensaje por Vitriolo »

Homo_non_sapiens escribió: 09 Abr 2019, 10:42
jeopardize escribió: 09 Abr 2019, 10:01Partimos del contacto cerrado, es decir no hay potencial en sus bornes ...
Ahora lo entiendo mejor, gracias

Lo que sigo sin entender es esta frase: "Los posibles problemas vendrán del lapso en el que el condensador casi ha completado su carga y el Mos puede entrar en zona lineal, con una disipación considerable"
Que puede pasar, cuando la C haya casi completado su carga y el MOS entra en su zona lineal? Que elementos se podrían quemar? Es problema de la tensión o de la intensidad?
Cuando el C haya completado su carga, el MOS prácticamente ya no conducirá. o lo hará muy poco ( tensión residual en Vgs ). El problema es que los transistores puede trabajar en corte / saturación ( disipando una potencia relativamente baja) o en zona lineal, donde la potencia instántanea disipada puede ser muy alta, es decir, el transistor se puede quedar a una tensión intermedia de Vcc / 2 a una intensidad In / 2 disipando mucho más. Ahí está la clave.
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Re: Seccionamiento en DC

#14

Mensaje por Homo_non_sapiens »

Vitriolo escribió: 09 Abr 2019, 11:00Ahí está la clave
Entendido, gracias
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Re: Seccionamiento en DC

#15

Mensaje por Corazon_de_perro »

Homo_non_sapiens escribió: 09 Abr 2019, 10:42
jeopardize escribió: 09 Abr 2019, 10:01Partimos del contacto cerrado, es decir no hay potencial en sus bornes ...
Ahora lo entiendo mejor, gracias

Lo que sigo sin entender es esta frase: "Los posibles problemas vendrán del lapso en el que el condensador casi ha completado su carga y el Mos puede entrar en zona lineal, con una disipación considerable"
Que puede pasar, cuando la C haya casi completado su carga y el MOS entra en su zona lineal? Que elementos se podrían quemar? Es problema de la tensión o de la intensidad?
Yo creo que la transición se dará en zona lineal. Eso quiere decir que en cuanto se supere la tensión umbral del MOS, este comenzará a conducir en zona ohmica y de ahí no saldrá, puesto que comenzará a reducirse la tensión entre el drenador y el surtidor bruscamente.

Cuando utilizamos un MOS como interruptor, lo deseado es que la carga de la puerta sea lo más rápida posible para evitar la zona ohmica. Podemos suponer que entre la puerta y el surtidor tenemos un pequeño capacitor interno, que tenemos que cebar rápidamente, ¿por qué?

Cuando el MOS conmuta, de ON a OFF y viceversa, hay un viaje de tensión e intensidad entre el drenador y el surtidor. De forma aproximada, la energía que se disipa en conmutación, es 1/2 Vds x I x Ton, en el encendido y de 1/2 Vds x I x Toff, en el apagado. SI por ejemplo estamos conmutando a 10 KHz, la energía a disipar en el encendido sería de 10.000 x 1/2 x Vds x I x Ton, donde se puede ver lo importante que es que el tiempo de encendido sea lo más corto posible.

En este caso, que no tenemos conmutación, sino una transición de encendido a apagado, no parece tan importante que la transición se de en zona ohmica.
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Re: Seccionamiento en DC

#16

Mensaje por Vitriolo »

Si, está claro que trabajará en zona lineal porque el mismo MOS no le deja llegar a cargar la puerta muy por encima de Vgs(th).
En la segunda gráfica de osciloscopio que puse, la tensión alta es la Vds y la segunda, más baja es la Vgs, que como se ve da un pequeño pulso 'redondeado' que es lo que hace que el MOS atenue la tensión Vds.
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Re: Seccionamiento en DC

#17

Mensaje por Corazon_de_perro »

La única duda que me surge no está en el transistor, sino en el arco. Me explico, nada más separar los contactos se genera un arco, qué ocurre si la tensión del arco fuese inferior a la umbral del transistor? No obstante, de lo poco que recuerdo de soldadura, creo que será superior a la umbral.
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Re: Seccionamiento en DC

#18

Mensaje por Homo_non_sapiens »

Gabriel_2018 escribió: 09 Abr 2019, 11:23nada más separar los contactos se genera un arco, qué ocurre si la tensión del arco fuese inferior a la umbral del transistor?
Con perdón, pero la tensión del arco no será la de la fuente de tensión ?
Por ejemplo, si tenemos un sistema FV a 48V, la tensión del arco no será de 48V ?
O si cortamos una línea que viene de un grupo de paneles FV, generando a 105V - la tensión del arco no será de 105V ?
O es que habrá efectos inductivos / capacitivos, al seccionar la línea ?
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Re: Seccionamiento en DC

#19

Mensaje por Invitado »

Gabriel_2018 escribió: 09 Abr 2019, 11:23 La única duda que me surge no está en el transistor, sino en el arco. Me explico, nada más separar los contactos se genera un arco, qué ocurre si la tensión del arco fuese inferior a la umbral del transistor? No obstante, de lo poco que recuerdo de soldadura, creo que será superior a la umbral.
Casi seguro que la tensión será elevada y más si hay algún componente inductivo en el circuito (lo cual es fácil).
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Re: Seccionamiento en DC

#20

Mensaje por Invitado »

Homo_non_sapiens escribió: 09 Abr 2019, 11:36
Gabriel_2018 escribió: 09 Abr 2019, 11:23nada más separar los contactos se genera un arco, qué ocurre si la tensión del arco fuese inferior a la umbral del transistor?
Con perdón, pero la tensión del arco no será la de la fuente de tensión ?
Por ejemplo, si tenemos un sistema FV a 48V, la tensión del arco no será de 48V ?
O si cortamos una línea que viene de un grupo de paneles FV, generando a 105V - la tensión del arco no será de 105V ?
O es que habrá efectos inductivos / capacitivos, al seccionar la línea ?
A ver, siempre hay elementos compuestos en cualquier circuito y muy fácilmente, inductivos.
Si la tensión de batería es de 48VDC, el pico al conmutar puede superar fácilmente los 100V.
Es una generalización.
El caso que comentas, se da en circuito resistivo puro.

Yo lo probaría... cualquier cosa en TO3P o TO247 puede convenir y no creo que se volatilice en la primera prueba.
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