Супрессор, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения для конденсаторной контактной сварки

В прошлом обзоре контактной сварки я ее чуть доработал, но скорее всего доработал ее не в ту сторону. Я сделал так, что полевые транзисторы стали закрываться быстрее, но в комментариях мне показали что при этом сильно увеличиваются индуктивные выбросы, которые убивают транзисторы. Я думаю что это основная причина выхода из строя полевых транзисторов в сварках такого типа. Я начал собирать сварку на конденсаторах на 100 вольт и чтоб при этом не взрывались транзисторы, решил разобраться с этим вопросом.

Если транзисторы закрываются медленно, то они могут греться, так как долго находятся в линейном режиме. Но если они закрываются быстро, то из-за индуктивности проводов и большого тока возникают индуктивные выбросы, выглядит это как-то так:
На фото при закрытии транзисторов появляется пик с амплитудой вольт 25. Если токи будут больше, то индуктивные импульсы будут больше, они могут превысить максимальное напряжение транзистора и его пробьет. Что и происходит у многих, когда они укорачивают провода сварки. Я тоже укоротил и усилил провода и захотел защитить сварку. Заказал два лота супрессоров, SMDJ13A и SMDJ15CA — последний чуть на большее напряжение и двунаправленный. Пришли в пакетиках, ровно по 20 штук.
Супрессор по принципу действия похож на стабилитрон. При заданном напряжении он открывается и берет весь ток на себя или сжигает предохранитель. Как варистор, только быстрее. То есть он должен «прожевать» этот пик. Прожевать он может 3 киловатта.
Как можно избавиться от выбросов? Если транзисторы закрываются медленно, то греются. Если быстро, то сгорают от выбросов. А если дозировать энергию не временем, а емкостью или напряжением конденсаторов? Конденсаторы будут отдавать всю энергию в точки сварки и транзисторы будут закрываться уже когда конденсаторы разряжены, индуктивных выбросов не будет. Как бы не так.
Я купил 7 штук К50-18 на 10 000мкФ и 100 вольт. Энергии должно хватать для сварки ленты 0.2мм. Решил попробовать на одном, есть ли эти выбросы и рабочая ли такая схема сварки.
Собрал схему навесным монтажом. Один транзистор 75NF75 из прошлого обзора, на затвор подается напряжение 10в через педаль. Чтоб он закрывался, на G-D припаян резистор, который притягивает затвор к минусу. Блок питания заряжает конденсатор до 12в. И при этом при разряде конденсатора на шунт осциллографом явно видны выбросы до 150 вольт. Это явно может пробить полевик.
Как-то так:
Припаиваю супрессор прямо на язычок мосфета
Смотрю что изменилось, слева без супрессора, справа с ним, параметры прибора одинаковые:
Явно видна разница, супрессор срезает пик и он становится шире. Поменял параметры, чтоб рассмотреть процессы подробнее:
На осциллограмме видно, что при разряде конденсаторов на точки сварки падает напряжение, потом примерно через 150 мс прилетает индукция и всплеск до 35В. Примерно такая же картина на прошлых фото. То есть супрессор срезает пик 150 вольт до 32-36 вольт. С одной стороны он должен срезать до 21.5 вольта при максимальном для него токе, 36 как-то много. С другой стороны 35 лучше чем 150. Заказал супрессоры на 80 вольт чтоб попробовать на большем напряжении и уже можно было пробовать объединять транзисторы конденсаторы и пробовать варить.

На фото TVS-диод припаян к транзистору одним контаком через провод. Если измерять напряжение осциллографом прямо на супрессоре, то напряжение скачет до 35 вольт. Если измерять на транзисторе, то есть с учетом провода, то будет до 45 вольт. То есть супрессор нужно припаивать максимаьно близко к стоку и истоку полевиков, а не вешать на тонких длинных проводах.

Конденсатор разряжался на шунт 500А — 75мВ через провода сечением всего 1.5мм, чтоб не создавать больших нагрузок на транзистор. При этом оциллограф видел на шунте пик напряжения около 220мА, то есть пиковый ток около 1,3КА. Это при 12В и тонких проводах. А что будет при напряжениях до 80В и проводах потолще?

Почему бы не попробовать срезать всплески с платы из прошлого обзора, в котором мне указали на эти иголки? На обратной стороне платы есть места для припаивания еще 5 транзисторов, я припаял туда один супрессор.
Попробовал варить от LiPo аккумулятора — варит лучше, так как я заменил разъем XT60 на XT90 и укоротил, усилил и пропаял провода.
На первом режиме — около 4 мс плата нормально варит стальную ленту 0,15
Где-то через 10 пар точек, пока я пытался поймать осциллографом пики и иголки индуктивных импульсов, плата бахнула. Я думал что пробило транзисторы, но пробило супрессор. У него оторвало середину и он был в КЗ. Выпаял его, плата работает.
В общем супрессоры рекомендую, они реально убирают индуктивные всплески при точечной сварке постоянкой. Но есть нюансы, надо изучать и тестировать. На последней плате похоже одного мало, он не смог переварить импульс, надо напаивать пачку. Продолжение следует…