Пробой MOSFET в конверторе, пробой одного верхнего ключа Опции

[Lelikk]

Всем привет)

Долго колупаемся с одной проблемой, помогите. Есть схема (полный мост) который драйвит первичную (низковольтную) обмотку повышающего сетевого трансформатора, формируя сигнал в форме синуса 50Гц. Частота ШИМ - 25кГц, напряжение 100В, номинальный ток 4А. В норме схема работает исправно, существенные выбросы, звоны и прочее отсутствуют во всех ключевых точках моста.
При непонятный и трудновоспроизводимых условиях выходит из строя верхний транзистор в одном плече (всегда один и тот же). Причем выходит практически молча, без дыма (просто звонится сток-исток и транзистор медленно греется так как запитан от источника с ограничением до 5А). Все транзисторы нижних плечей целые и неповрежденные.
Сами транзисторы c запасом IRF4229 на 250В.
Такое подозрение, что транзистор пробивается каким-то импульсом, либо умирает его паразитный диод, но вот отчего - непонятно. Так как ток в обмотке транса разгоняется, то при его реверсе часть времени ключи переключаются при обратном, либо нулевом напряжении сток-исток, но как это влияет - непонятно.

Кусок схемы с полумостом и фрагмент топологии платы (могу выложить саму топологию в формате Altium Designer)

[Plain]

С10 должен быть, во-первых, набором керамических, а во-вторых, от всех питаний полумостов на одинаковом расстоянии максимум 1-2 мм, а как сейчас — считайте, что его нет, и всё будет стабильно гореть синим пламенем от каждого чиха.

[Orthodox]

...При непонятный и трудновоспроизводимых условиях выходит из строя верхний транзистор в одном плече (всегда один и тот же)...

А не было такого - выключаешь полностью рабочую схему,а обратно включить не удаётся из-за сгоревшего транзистора?

[Oxygen Power]

Непонятно, что дальше транзисторов.
Дорисуйте выходную цепь и высоковольтную цепь питания.
Трассировка платы неудачная. Нельзя под диодом D14 тянуть управляющие цепи.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - May 15 2014, 15:41

[Огурцов]

c17, c18 - один из них д.б. 0.1
обычная болезнь, если горит только верхний - значит заполнение доводите до 100%, питание верхнего плеча падает и ключ недополуоткрывается
и всё, собственно

[Oxygen Power]

c17, c18 - один из них д.б. 0.1
обычная болезнь, если горит только верхний - значит заполнение доводите до 100%, питание верхнего плеча падает и ключ недополуоткрывается
и всё, собственно

Для синуса у автора все правильно сделано.

[Starichok51]

недополуоткрывается

Огурцов, судя по проявленным вами знаниям, это вы недополупонимаете работу силовой электроники...

[Orthodox]

Я тут выше не зря интересовался <А не было такого - выключаешь полностью рабочую схему,а обратно включить не удаётся из-за сгоревшего транзистора?>.

Какие основания: тема про мощную схему, работающую на индуктивную нагрузку, а особенность индуктивной нагрузки - предельно легко включить (ток равен нулю при включении) и "индуктивный выброс" (обратной полярности) при выключении.

В свете вышеизложенного особенно интересен текст топикстартера про паразитный диод : <Такое подозрение, что транзистор пробивается каким-то импульсом, либо умирает его паразитный диод, но вот отчего - непонятно.>. Явно возлагались некие схемотехнические надежды на этот диод...

В заключение ежели вспомнить про стандартную рекомендацию при работе с индуктивной нагрузкой, а именно подключить параллельно истоку-стоку в обратном включении (точно так-же, как паразитный) шустрый защитный диод ,то может и перетрассировать ничего не придётся (но лучше перетррассировать)

[Огурцов]

Для синуса у автора все правильно сделано.

как вы по схеме, нет, даже по малой части схемы определили коэффициент заполнения ?
и вообще работу, скорее всего программы, мк

вы недополупонимаете

да
а вы на себя такое утверждение готовы принять ?

индуктивную

это было бы здорово
однако, у нижнего ключа какая-то другая, неиндуктивная нагрузка ?

[Orthodox]

...однако, у нижнего ключа какая-то другая, неиндуктивная нагрузка ?

Весьма проницательное замечание от профессионала...

Действительно,нужно было написать вместо <стандартную рекомендацию при работе с индуктивной нагрузкой, а именно подключить параллельно истоку-стоку в обратном включении (точно так-же, как паразитный) шустрый защитный диод> -
<стандартную рекомендацию при работе с индуктивной нагрузкой, а именно подключить параллельно истокам-стокам в обратном включении (точно так-же, как паразитные) шустрые защитные диоды>. Ведь не все могут догадаться до столь существенного апгрейда самостоятельно. Я-то думал,что общего принципа достаточно

Теперь правильно ?

[Огурцов]

Весьма проницательное замечание от профессионала

спасибо, от профессионала слышу

Теперь правильно ?

ни разу
вопрос в том, что если горит только верхний ключ, то дело совсем не обязательно в типе нагрузки
разница между верхним и нижним ключами - в (не)здоровом образе питания, это то, что мы здесь видим
и еще в том, что мы здесь не видим - управляющая схема или софт


Сообщение отредактировал Огурцов - May 17 2014, 02:55

[Plain]

разница между верхним и нижним ключами - в (не)здоровом образе питания, это то, что мы здесь видим

"Мы", говоря за себя, не видим, потому что сразу заглянули в паспорт IRS2181 и не увидели там никакой разницы, в виде наличия мониторов питания одинаково у обоих драйверов, а если Вы Ваше "не" поместили в скобки, то, стало быть, чуете шаткость, застолбили вопрос и тоже скорее всего это в ближайшем будущем планируете увидеть.

[Огурцов]

скобки

потому что кролик был очень воспитанный (с)
я, в общем, свое сказал, теперь послушаю ваше в чем есть разница, если разницы нет

[Oxygen Power]

как вы по схеме, нет, даже по малой части схемы определили коэффициент заполнения ?
и вообще работу, скорее всего программы, мк

Потому, что это было в моей публикации в журнале Схемотехника. Описание принципа работы синусоидального преобразователя, его схема и программа для микроконтроллера.

[Огурцов]

Потому, что

и как я должен был мочь догадаться ?
что это одно и то же, хошь бы линку привели

синусоидального

как-то я это себе иначе представлял
по крайней мере в бесперебойниках apc совсем иначе сделано

[Oxygen Power]

и как я должен был мочь догадаться ?
что это одно и то же, хошь бы линку привели


как-то я это себе иначе представлял
по крайней мере в бесперебойниках apc совсем иначе сделано

Вы спросили, я ответил. Вот ссылка: http://www.ddrservice.info/download/Journa...05_12.djvu.html

на стр. 39

Сообщение отредактировал Oxygen Power - May 17 2014, 11:26

[Herz]

Там самое интересное, наверное, в следующем номере?

[Oxygen Power]

Там самое интересное, наверное, в следующем номере?

Вы о программе?

[Огурцов]

Вот ссылка

уже понятнее
не увидел esr с конденсатором выходного фильтра

[Herz]

Вы о программе?

Нет, о выходном фильтре.

[Oxygen Power]

уже понятнее
не увидел esr с конденсатором выходного фильтра

Если только для увеличения конечной стоимости...

[Огурцов]

если бы в apc думали так же, то назывались бы ippon

Сообщение отредактировал Огурцов - May 17 2014, 14:36

[Oxygen Power]

если бы в apc думали так же, то назывались бы ippon

В кратком изложении трудно понять. Поясните вашу фразу.

Похоже понял вашу фразу - вы хотели сказать, что в итоге получится китайский ненадежный аппарат.
Предложите лучше.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - May 18 2014, 04:41

[Огурцов]

резистор в фильтре нужен, чтобы ключи не горели
хотя оно совсем не объясняет, почему горит только верхний

[Oxygen Power]

резистор в фильтре нужен, чтобы ключи не горели
хотя оно совсем не объясняет, почему горит только верхний

В фильтре резистор не нужен, если мы намеренно не желаем уменьшить КПД преобразователя.

[shf_05]

осмелюсь предположить неверно запаянный номинал в цепях этого транзистора или бракованный драйвер.
если ваш генератор шим допускает еще изменение амплитуды синуса, то задайте ее несколько ниже 1 скажем 0,9 или 0,7 от максимума. тогда коллеги успокоятся насчет 100% заполнения...

[Огурцов]

В фильтре резистор не нужен

а что, думаете, в apc лохи и бездарности ?

[Oxygen Power]

а что, думаете, в apc лохи и бездарности ?

Такие же люди. Не боги это точно.
Показали бы схему, где стоит этот резистор...

[Огурцов]

резистор стоит последовательно с конденсатором http://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1256213
можно не рисовать схему ?

[Oxygen Power]

резистор стоит последовательно с конденсатором http://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1256213
можно не рисовать схему ?

Продолжим дознание... С каким конденсатором, в какой цепи и если не затруднит ответить, для какой цели он там?

[Огурцов]

http://sharaga.org/index.php?showtopic=269...st&p=115815

С каким конденсатором

у с27

для какой цели он там?

для снижения кпд, очевидно

[Oxygen Power]

Понятно. Это называется снижение добротности колебательной системы.
Вы похоже не в курсе, что существуют разные типы конденсаторов и у них есть собственные потери.
А некоторые из них на определенных частотах даже имеют индуктивный характер сопротивления...


Сообщение отредактировал Herz - May 19 2014, 04:33

[Lelikk]

Мост управляется от сигнального контроллера, поэтому скважность ШИМ надежно ограничена величиной 95%.
В принципе, ток через встроенные антипараллельные диоды течь не должен, так как коммутация моста всегда осуществляется по схеме: либо открыта одна из диагоналей, либо торможение тока через нижние ключи, диоды могут работать лишь на несколько сотен нано во время deadband при переключении ключей полумоста.
Выход моста непосредственно подключен на обмотку трансформатора без фильтрующих конденсаторов, так как транс обеспечивает и сам очень хорошее подавление 50кГц ШИМ и на вторичной обмотке его следов практически нет.
На текущий момент наиболее вероятная причина - пробой транзистора высоковольтной наводкой со вторичной обмотки, возможно через межобмоточную емкость (третья обмотка-экран трансформатора не была надежно заземлена). На верхние транзисторы поставлены сапрессоры и вроде схема успокоилась.
Хотя поймать осциллографом выброс так и не удалось

[Oxygen Power]

Мост управляется от сигнального контроллера, поэтому скважность ШИМ надежно ограничена величиной 95%.
В принципе, ток через встроенные антипараллельные диоды течь не должен, так как коммутация моста всегда осуществляется по схеме: либо открыта одна из диагоналей, либо торможение тока через нижние ключи, диоды могут работать лишь на несколько сотен нано во время deadband при переключении ключей полумоста.
Выход моста непосредственно подключен на обмотку трансформатора без фильтрующих конденсаторов, так как транс обеспечивает и сам очень хорошее подавление 50кГц ШИМ и на вторичной обмотке его следов практически нет.
На текущий момент наиболее вероятная причина - пробой транзистора высоковольтной наводкой со вторичной обмотки, возможно через межобмоточную емкость (третья обмотка-экран трансформатора не была надежно заземлена). На верхние транзисторы поставлены сапрессоры и вроде схема успокоилась.
Хотя поймать осциллографом выброс так и не удалось

Пауза при переключении транзисторов все-таки есть. Не плохо бы нагрузить высоковольтную обмотку на RC демпфер.

[Lelikk]

Пауза при переключении транзисторов все-таки есть. Не плохо бы нагрузить высоковольтную обмотку на RC демпфер.

Она уже и так нагружена шунтом, с которого оцифровывается напряжение.

[Oxygen Power]

Она уже и так нагружена шунтом, с которого оцифровывается напряжение.

Нагрузка должна быть соизмерима с током хх трансформатора и подключена непосредственно к обмотке.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - May 19 2014, 06:52

[Lelikk]

Нагрузка должна быть соизмерима с током хх трансформатора и подключена непосредственно к обмотке.

Практически туда она и подключена, транс фактически измерительного типа, ток ХХ не превышает 50мА в первичной

[Oxygen Power]

Практически туда она и подключена, транс фактически измерительного типа, ток ХХ не превышает 50мА в первичной

Индуктивная нагрузка не пойдет. Велика вероятность того, что она и создает вам проблемы. Необходим RC демпфер.