[voltwide]

Blatt 3 Kurzschlussfestigkeit

Bevor es losgehen kann mit praktischen Tests am ungeregelten Festfrequenz LLC-Konverter,
sind einige Vorbereitungen zu treffen, damit das Ganze nicht gleich beim allerersten
Einschalten in Rauch aufgeht.

Will man den LLC-Konverter auf der oberen Resonanzfrequenz betreiben, ergibt sich ein System mit
minimalem Innenwiderstand. Soweit die guten Nachrichten.
Die Kehrseite der Medaille ist, dass im Falle eines Kurzschlusses extreme Ströme fließen können,
wobei sowohl die PrimärMOSFETs als auch die sekundären Gleichrichter
katastrophal überlastet werden.
[IMG] https://stromrichter.org/d-amp/content/i..._fail1.png[/IMG]
In der Simulation fließen hier primärseitig Ströme mit Amplituden von 45A.
Die Schwingkreisspannung am Punkt out- erreicht Amplituden von 5kV
Dieses Netzteil ist NICHT KURZSCHLUSSFEST -
beim allersten Einschalten wird es sich mit einem lauten Knall verabschieden.

Man könnte ja nun meinen, dass ein Netzteil nicht unbedingt kurzschlussfest sein muß,
wenn man sich halt ein bißchen vorsieht. Das reicht leider nicht.
Im Moment des Einschaltens schließen die leeren Ausgangselkos das Netzteil kurz. Das sähe so aus:

[IMG] https://stromrichter.org/d-amp/content/i...upfail.png[/IMG]

Kurzschlussfestigkeit ist also ein Muß. Punkt.

Die industriellen LLC-Konverter haben aus diesem Grunde einen eingebauten softstart.
Im ersten Moment wird die Taktfrequenz auf die eingestellte Obergrenze weit oberhalb f_hi gefahren
und dann langsam abgesenkt bis der stabile Arbeitspunkt erreicht ist.
Im L6599A wird hierfür eine speziell optimierte nichtlineare Kennlinie verfahren.

Für den Festfrequenz-Wandler scheidet diese Möglichkeit definitiv aus.
Stattdessen wird der Schwingkreisspannungshub mit zwei Klammerdioden begrenzt auf die Betriebsspannung.

Und siehe da - die Schwingkreisspannung bleibt innerhalb des 400Vss-Fensters, und die Primärströme unterhalb 5A.
Bei diesen Primärströmen ist leistungsloses Schalten (zero voltage switching) gegeben,
so dass unter diesen Gegebenheiten die MOSFETs keinen Stress selbst mit Dauerkurzschluss haben.

Wir haben hier also einen Überstromschutz, der innerhalb eines Zyklus funktioniert,
keine Regelung benötigt, und ohne Zwangsabschaltung auskommt. Eine grundsolide Angelegenheit!
Das Netzteil ist dauerkurzschlussfest und liefert bei Dauerkurzschluss vollen Dauerkurzschlussstrom.
Für diesen Fall ist auf ausreichende Kühlung der Gleichrichterdioden zu achten.