Мрут драйвера, как мухи Опции

[Ydaloj]

Мрут драйвера, как мухи.
Решил опробовать новые драйвера IRS21864 в мостовом инверторе.
Практически сразу летит одна из микросхем, та, которая дальше от разъёма управления (мозги инвертора находятся на другой плате).
Сначала грешил на остатки флюса, потом на бракованную комплектуху в обвязке, разные причины.

Последняя мысль была - ошибка в разводке земли. У 21864 есть земля управления и земля драйвера нижнего ключа. Решил, что напутал с землями, и поставил 2186 вместо 21864. У 2186 земля объединена.
Вылетела при первом же включении.

Что характерно. Летит драйвер нижнего ключа, причём транзистор, который с плюса питания. У всех микросхем одно и то же.
Кусок схемы прилагаю.

Выручайте. Микросхемы дорогие нынче.

Сообщение отредактировал Ydaloj - Feb 17 2013, 18:01

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Pasha]

Лучше кусок платы в студию. Похоже, что у Вас все-таки с землями проблема.

[Ydaloj]

куском платы не обойтись - габаритная.
могу пкадовский файл скинуть (2006)

[_Pasha]

Давайте.

[Plain]

В схеме напрочь и намеренно отсутствуют блокировочные конденсаторы — R2 если и должен быть, то последовательно с D2, никак иначе, и C2 не керамика — кто Вас такому научил?

[halfdoom]

В схеме напрочь и намеренно отсутствуют блокировочные конденсаторы — R2 если и должен быть, то последовательно с D2, никак иначе, и C2 не керамика

Все вышесказанное, и плюс, номинал C6 вызывает сомнения. Ключевые транзисторы, надеюсь, живые?

[Ydaloj]

R2 в цепи вольтдобавки видел в одном из апноутов, писали, что убирает звон. Правда там были высокоскоростные драйвера, а тут 30кГц.
Блокировочные конденсаторы поставлю, каюсь, забыл.
у меня С6 сомнений не вызывает, как и положение R2 - к верхним ключам претензий нет, там всё живое.

Ключи живые - гоняю на безопасных напряжениях/мощностях.

Что-то прояснилось, когда нашёл замкнутый земляной контур. Разорвал, второй день микросхема работает, схема отрабатывает короткое замыкание, в общем живёт пока.

С6, возможно, и маловат. Суммарная ёмкость затворов 10нФ, это в идеале на 1000 циклов перезарядки за один полупериод. У меня соотношение частот получается 700, то есть, в принципе, увидеть работу схемы или увидеть неработу хватит.
Если что, сейчас 47мкФ стоят.

[Iptash]

Очень похоже, что нет связи 11 нога микросхемы(Vs) с истоком полевиков(Q3,Q7,Q11).

[galya]

...параметры драйвера нормируются на емкость нагрузки 1000пф - а вы грузите выходы драйвера на >12000пф - может в этом причина..???

[_Pasha]

Контур... это ж еще ток рабочий не пошёл, правильно?
Вы в курсе, что цифровую землю надо подключать к силовой строго в одной точке, лучше - в месте с наибольшей паразитной индуктивностью от (подальше) от блокировочного конденсатора,
а силовые - короткими прямыми от истока?

[Ydaloj]

galya, я не гружу драйвера на 12нФ. Я гружу их через сопротивление ~7Ом, а это ток не более 1,7А, что для 4-хамперных драйверов большой запас. 7Ом и 12нФ - очень малая постоянная времени, на 30кГц транзисторы успеют открыться и закрыться.

Pasha, всё верно

[Integrator1983]

R2 в цепи вольтдобавки видел в одном из апноутов, писали, что убирает звон.

Да, но включить его нужно последовательно с D2. А С5, С6 - непосредственно на выводы Vb, Vs.

[Ydaloj]

BOOT (Pin 2), (Pin 2 QFN)
Floating bootstrap supply pin for the upper gate drive.
Connect a bootstrap capacitor between this pin and the
PHASE pin. The bootstrap capacitor provides the charge to
turn on the upper MOSFET. A resistor in series with boot
capacitor is required in certain applications to reduce ringing
on the BOOT pin. See the Internal Bootstrap Device section
under DESCRIPTION for guidance in choosing the
appropriate capacitor and resistor values.

Как-то так.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Pasha]

Непонятно только, каким боком к данной схеме картинка от аппликухи другого драйвера?

[Ydaloj]

процессы-то одинаковые протекают везде

[Integrator1983]

процессы-то одинаковые протекают везде

Звон возникает при обратном восстановлении бутстрепного диода. Диод у Intersil'ов интегрирован в МСх - выбора нет. У Вас диод - внешний. Смысл увеличивать импеданс питания летающей части драйвера?

[polyname]

а какой dead time у 21864 ?
не могу найти в даташите, может сквозняк ?

[galya]

..может это...

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Pasha]

может-не может, звон-не звон
Если вылет только по нижнему драйверу, причем исключительно верхнего транзистора, то это может означать всего лишь одну ситуацию, а именно:
а) нижний драйвер уже выключен, т.е. транзистор, который коротит выход LO на землю, открыт.
б) при выключении вследствие отрицательного выброса по истоковой цепи силового тр-ра, между точками VCC && COM создалось перенапряжение, вследствие чего верхний транзистор вышел из строя методом эл. пробоя сток-исток

Всё. Ищите проблему в топологии.

Сообщение отредактировал _Pasha - Feb 19 2013, 15:06

[polyname]

..может это...

вряд ли, маловато. За 0..35 нс ни один полевик не закроется. Нужно минимум несколько сотен.
Возможно задержки формируются где-то в управлении.

Сообщение отредактировал polyname - Feb 19 2013, 21:02

[Integrator1983]

а какой dead time у 21864 ?

А нету у него DeadTime - внешний нужно делать.

Практически сразу летит одна из микросхем, та, которая дальше от разъёма управления (мозги инвертора находятся на другой плате).

Всё. Ищите проблему в топологии.

Похоже. Возможно, из-за R4 дальнем драйвере UVLO работает.

[_Pasha]

Возможно, из-за R4 дальнем драйвере UVLO работает.

Непонятно, можно ли осцилляциями из-за UVLO довести до истерик выключенный нижний драйвер. Но в любом случае, в этом участвует потенциал на ноге COM

Сообщение отредактировал _Pasha - Feb 20 2013, 08:39

[Ydaloj]

я убрал мешающий всем резистор, увеличивающий импеданс питающей цепи верхнего драйвера. заблокировал электролиты по питанию керамикой. заблокировал выходы драйверов и диагонали моста шоттками на шины питания и земли.

не изменилось ничего. ровным счётом.

а вот если убрать выходной фильтр и нагрузить инвертор активной нагрузкой без фильтра, то он работает. на полную мощность не выводил, но при тех же условиях и двойной мощности никаких отказов нет и защита не срабатывает.

вывод - выбросы самоиндукции с фильтра прут по неверно разведённой земле и убивают драйвера.
плату переделываю.

[нищеброд]

вывод - выбросы самоиндукции с фильтра прут по неверно разведённой земле и убивают драйвера.
плату переделываю.

Токоограничивающий резистор в нижней части части 7 Ом, в верхней 7+4,7 Ом . Возможно стоит добавить 4,7 Ом в нижний драйвер.

[_Pasha]

вывод - выбросы самоиндукции с фильтра прут по неверно разведённой земле и убивают драйвера.
плату переделываю.

Вы бы старый вариант все-таки показали бы... на всякий случай.

[Siluan]

Намучившись с бутстрепными драйверами, просрочив все сроки и сорвав заказ навсегда зарекся не применять более подобные вещи. Использую собственные драйвера на основе DC-DC преобразователей. Примитивно, не много громоздко, но до 50 кгц спокойно работают. А вообще сейчас появилось множество специализированных оптронов.

[Ydaloj]

Siluan, это тоже не выход. Драйвера мрут - значит где-то косяк. Замена на более мощные не устранит ошибку. Это как таблетки, которые снимают симптомы простуды. Простуда-то остаётся. А предыдущий вариант инвертора работал на IR2113 прекрасно. Так что - надо искать ошибку.

_Pasha, что-то не могу отправить почту - не прикрепляются вложения

[Siluan]

Siluan, это тоже не выход. Драйвера мрут - значит где-то косяк. Замена на более мощные не устранит ошибку. Это как таблетки, которые снимают симптомы простуды. Простуда-то остаётся. А предыдущий вариант инвертора работал на IR2113 прекрасно. Так что - надо искать ошибку.

Схемы в которых у меня прекрасно работают бутстрепные драйвера:
1. Преобразователи без ШИМ, где скважность ок. 2
2. Частоты от 80 кГц и до 120 кГц.
3. Полевики на суммарный ток не более 15 А.

Очень капризно себя ведут в схемах где имеется значительное изменение частоты, схемы с большой глубиной ШИМ (при скважности более 10 идут пропуски, нагрев микросхемы,частое выгорание).

[Tiro]

Схемы в которых у меня прекрасно работают бутстрепные драйвера:
1. Преобразователи без ШИМ, где скважность ок. 2
2. Частоты от 80 кГц и до 120 кГц.
3. Полевики на суммарный ток не более 15 А.

Очень капризно себя ведут в схемах где имеется значительное изменение частоты, схемы с большой глубиной ШИМ (при скважности более 10 идут пропуски, нагрев микросхемы,частое выгорание).

Давно отказались от бутстрепных драйверов, с фиксированным напряжением надежнее. Но лично мое мнение такое - все зависит от схемы. Я легко их применю и никто не заметит ухудшения параметров.

[KBH]

Так что - надо искать ошибку.

Ну и как, нашлась ошибка-то?

[chekOut]

могу пкадовский файл скинуть (2006)

А можно мне тоже, для развития...

[KBH]

... драйвера IRS21864 ...

Тоже с ними намучился. И спросить не у кого.
ИМХО, разгадка в даташите:

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ydaloj]

возрождаю тему. Проект отложен до свободного времени, интереса и средств, но тут один специалист пролил свет на схожую проблему, я пытаюсь провести параллели.

Предыстория.
По работе я ремонтирую источники бесперебойного питания. И вот один за другим с интервалом в 2 месяца пришли в ремонт 2 рэковых ИБП известной фирмы с дохлыми ключами, диодами и пр. Все мёртвые силовые элементы и схемы управления были заменены, и первый ИБП после ремонта торжественно полыхнул синим пламенем, причём - буквально синим. Пробило обмотку выходного дросселя в инверторе. Он был намотан на крупном кольце, обмотка открыта, провод 1мм диаметром, эмаль не слетевшая. В общем, прошило искрой дроссель, запах озона, предохранители в клочья. Списали мы его.

Второй ИБП, той же марки, другой модели, но плата та же, в ремонт пришёл недавно. Ситуация схожая. Решил не рисковать и вместо батарейного предохранителя поставил проволочку из припоя. Старт, индикация, тут начинается знакомое шипение, снова запах озона и проволочка сгорает. ИБП под списание.

Так вот. Тот специалист подсказал, что всё дело - в конденсаторе г-образного выходного LC фильтра, в составе которого тот дроссель и стоит. Дескать, со временем и плохим cosф, у него уходит ёмкость и это приводит к пробою катушки и выходу из строя инвертора. Известны случаи возникновения на выходе таких ИБП напряжений под киловольт вместо ожидаемых 220. И что-то мне напомнило мою проблему, когда с увеличением напряжения питания моста инвертора происходило что-то, после чего выходили из строя драйверы. Напомню, без LC фильтра инвертор работал на заданную мощность.

Кто может подсказать, есть ли связь в этих неисправностях? И каким образом безобидный инвертор превращается в электронный балласт для ЛДС?

[_Pasha]

Так вот. Тот специалист подсказал, что всё дело - в конденсаторе г-образного выходного LC фильтра, И каким образом безобидный инвертор превращается в электронный балласт для ЛДС?

Дык... конденсатор пленочный, пробой у него восстановимый - вот и киловольты. Какой кстати конденсатор - х2 или х3- читай-х его Зэ ?
И дроссель запросто шьет от высоковольтов, а потом на это накладывается межвитковое и его насыщение - получаем вообще хаос.

[НЕХ]

... конденсатор пленочный, пробой у него восстановимый

У пленочных конденсаторов с неметаллическими электродами случается обрыв/(уменьшение ёмкости) из-за чрезмерных токов обкладок.
Тогда можно предположить, что НЧ-фильтр превращается в последовательный резонансный контур на частоте преобразования. С соответствующими последствиями.
Но тестирование ёмкости укажет истину.

[Oxygen Power]

Похоже на правду. У пленочных конденсаторов если превышены реактивные токи они быстро теряют свою емкость.
Необходимо увеличить количество X2 конденсаторов при той же емкости батареи.

[Ydaloj]

Oxygen Power, то есть, конденсатор фильтра инвертора должен быть Х2?

ок, при отсутствии этого конденсатора или уходе его параметров возможен выход из строя схемы управления ключами?

[НЕХ]

Construction Principles of WIMA Capacitors
http://www.vicomtrade.cz/pdf/en-wima-catalogue-2012.pdf
когда-то давно у philips были большие проблемы с импульсными конденсаторами...
у хороших конденсаторов с фольговыми электродами - талия на корпусе, B32633.
а китайские производители всё маркируют СВВ81 - и среди них есть и хорошие с фольгой и просто пленка металлизированная.

[Oxygen Power]

Oxygen Power, то есть, конденсатор фильтра инвертора должен быть Х2?

ок, при отсутствии этого конденсатора или уходе его параметров возможен выход из строя схемы управления ключами?

Давайте схему. Будет проще найти решение.

[Ydaloj]

Oxygen Power, схема-то типовая - мостовой инвертор и LC фильтр.
Вопрос сформулирован - какого типа должен быть конденсатор и может ли при его отсутствии или несоответствии параметров выйти из строя схема управления ключами?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Pasha]

А ёмкости-то без последовательных резисторов. Поверхностный подход, мсм.

[Oxygen Power]

Oxygen Power, схема-то типовая - мостовой инвертор и LC фильтр.
Вопрос сформулирован - какого типа должен быть конденсатор и может ли при его отсутствии или несоответствии параметров выйти из строя схема управления ключами?

Может. Ставьте конденсаторы X2.

[Integrator1983]

Может. Ставьте конденсаторы X2.

А почему может? Не просветите?

А ёмкости-то без последовательных резисторов. Поверхностный подход, мсм.

Почему без резисторов - поверхностный подход?

[Oxygen Power]

А почему может? Не просветите?

Подскажите с чего начать?
А если отбросить все тонкости, то при отсутствии емкости в фильтре и сбросе нагрузки накопленная энергия в дросселе куда-то должна стекать, вот она и стекает в виде молнии. Последствия могут быть катастрофические. Тьфу, тьфу.. У меня только "слетала" программа в микроконтроллере.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Nov 5 2013, 16:03