Отстраиваю силовой модуль, феты IRFP4468 (100v, 180A avalanche current, 1100A peak current, avalanche energy ~500mJ).
Схема - классический мост, т.е. 2 ключа - с плюса и с минуса, 3 фета параллельно.
Хочется добиться хорошего КПД => высокой скорости переключения. Сейчас упёрся в то, что при быстром закрытии ФЕТа, если рабочий ток на фазе более 1200А, на ФЕте образуется всплеск высокого напряжения из-за того, что он закрывается слишком быстро, а индуктивность цепи между плюсовым и минусовым ФЕТом мешает току быстро перетечь с только что закрытого фета на противоположный.
Решения, которые я вижу, следующие:
- поставить больше ФЕТов параллельно, чтоб ток лавинного пробоя распределялся - сильно увеличит стоимость и габариты, вообщем плохой вариант.
- перекомпоновка платы с целью минимизации индуктивности силовых дорожек к транзисторам - вариант, возможно кто предложит более правильную компоновку с сохранением технологичности сборки?
- увеличить время закрытия транзистора до безопасного - это понятно, но нагрев хочется минимизировать. Текущее время безопасного переключения 600-900нс - как-то многовато для хорошего КПД.
- поставить близко к транзисторам что-то наподобие трансила или диода с большим током лавинного пробоя, который сможет поглотить этот импульс. Хорошее решение, но не знаю такого компонента, чтоб дешево и сердито было? Трансил думаю пробьет сразу, диоды на такой ток дорогие получаются. Может что еще есть?
- поставить дополнительную емкость сток-исток, которая будет частично эту энергию забирать на себя. Недавно этот вариант придумал, надо просчитать-помоделировать-проэесперементировать. Возможно хорошее решение.

Может что-то знает/пробовал какие-либо другие решения?

п.с. прикрепляю 2 фотки. Компоновку платы (силовые дорожки проложены массивными шинами)
Вторая - осциллограмма момента пробоя. Желтый - напряжение затвора, синий - напряжение сток-исток.
Собственно момент пробоя - когда напряжение после плавного возрастания до 120 вольт резко падает. Снял осциллограмму тока на фазе, но там ничего интересного. Осциллограмму динамики изменения тока на транзисторе не снял, но планирую.

корень из 1 / 65% == +25% максимум на что можно закладываться
и то я бы не стал, ибо у вас баян и нужно учитывать неидеальное распределение токов между ключами


разверните тройки ключей на 90 градусов, максимально приблизьте верхние и нижние ключи друг к другу и между полигонами земли и питания накидайте керамики

jeka, перезалейте, пожалуйста картинку из поста №8 так, чтобы помещалась на экран. Или я её удалю.



Вы эту зависимость имеете в виду?

Ну, и насколько же, по-вашему, можно уменьшить индуктивность дорожек напайкой сверху толстой проволоки?
С достаточной для практики степенью точности этой зависимостью можно смело пренебречь. Так что никакого ощутимого эффекта не будет.

jeka, тебе многослоечку бы. токи токовой трассы и возвратной противоположны, это минус две взаимные индуктивности к индуктивности контура (индуктивность прямой трассы + индуктивность возвратной). взаимная индуктивность проводников увеличивается при уменьшении расстояния между ними.

уменьшать индуктивность уширением трассы канает только для очень коротких проводников. это даже чёрный маг джонсон обстёбывал: если хочется уменьшить индуктивность протяженной трассы в двое, ширину трассы придется сделать размером с плату.

А где в новой раскладке силовые выводы?

В целом предыдущая лучше..

Примерно так.

Ага, видно что все грамотно сделано.
Только задачка у ТС на 3 фазы.
И место, видать, ограничено.

Статья по теме , обратите внимание на расположение силовых шин и ориентирование выводов силовых конденсаторов , крупные электролиты лучше заменить на мелкие (параллельное соединение индуктивностей (esl))

Это понятно. но силовая цепь - это не плата, а медные шины поверх платы. Ибо дорожками при всем желании не проведешь такие токи в компактном исполнении - выгорит сразу. Американцы извернулись - сделали на нескольких слоях с толстой медью параллельные дорожки, и модуль очень широкий. В итоге суммарная ширина силовой дорожки сантиметров 20-30 наверное. Но здесь требование модуль компактным сделать.

Хотя тоже хорошее предложение - сделать шины пошире и потоньше, друг на друге и с минимальным зазором.

zato4nik, огромное спасибо за ссылку. Некоторые вещи упустил. Как минимум про ориентацию электролитов не подумал.

Вообще, появилась в голове идея проследить по силовой цепи осциллографом - на каких участках какие всплески напряжения появляются, от одного до другого транзистора. В целях образования, чтоб прочувствовать, где какая индуктивность добавляется.

Современный драйвер двигателя 24 V 400 A. Автор - SEMIKRON
DSC01981.JPG на ixbt.photo:


Токоведущие шины прижаты пористой резиной к керамической плате с кристаллами mosfet с общей ёмкостью затвора 45 нФ.

Драйверы вблизи -
DSC01977.JPG на ixbt.photo:


DSC01975.JPG на ixbt.photo:


Цитата -
Вторая - осциллограмма момента пробоя. Желтый - напряжение затвора, синий - напряжение сток-исток.
Собственно момент пробоя - когда напряжение после плавного возрастания до 120 вольт резко падает.

Вопрос - с какого перепугу резко падает ???

Сообщение отредактировал НЕХ - Dec 24 2016, 22:15

Логарифм отношения расстояния до обратного токопровода к радиусу проводника. Только для плоских проводников, тем более когда расстояние между ними много меньше ширины, это неактуально - там индуктивность пропорциональна толшине зазора и обратно - ширине проводников, а от толшины считайте, что не зависит.

по поводу индуктивности дорожек:
думаю, многим следует почитать sloa069 от TI, он годится в качестве первоисточника и все вопросы отпадут.

потому что измерялось напряжение непосредственно на выбиваемом транзисторе.


Вообщем, еще раз подумав, решил попробовать по многослойной технологии сделать. Но не из обычной многослойной ПП, а набирать бутерброд из просверленной в нужных местах листовой меди (0.5мм) и диэлектриков (0.2мм) силовые цепи, а сверху двухстороннюю ПП для затворов.
Первый вариант - просто стянуть винтами по периметру этот бутерброд, второй вариант - прессовать препрегами. Может кто такое уже делал? Вроде рабочий вариант и в серийке несложный, когда в мозгах прокручиваю технологию. Хотя пока не соберешь образец, всех тонкостей не угадаешь.

у вас нагрузка около 2-3 мкГн.
И выбивает, имхо, крайние (по бокам платы) полевики.

А где нагрузочные резисторы скрученной линии рядом с затвором транзистора?


Индуктивность дорожек примерно 1 нГн на миллиметр + заметная паразитная ёмкость у широких полигонов.

две двухслойки == трехслойка - приемлемый минимум
можно медь очень толстую сделать и не дорого, будет хотя бы в два раза дешевле многослойки



в смысле, им совсем хана ?