IGBT vs КЗ :), Спасение IGBT Опции

[frz]

Вобщемто вопрос довольно простой: при срабатывании защиты от КЗ, ключ размыкает ток КЗ(~80-100А), и на нем возникает выброс напряжения( в моём случае ~2.5 напряжения питания). Очень не хочется заморачиваться на мягкое выключение, хотелось бы просто воткнуть впараллель ключам voltage suppressor'ы , только вот смущает один факт- не видел я таких схем, видимо чтото пропустил?

[Rst7]

видимо чтото пропустил?

Разве что вопрос о том, асилят ли супрессоры принять энергию Вашего выброса. Если да - то нет проблем.

А еще можно поставить стабилитрон между коллектором и затвором. Само и погасит, на самом IGBT (опять же, если выдержит по энергетике).

[frz]

Разве что вопрос о том, асилят ли супрессоры принять энергию Вашего выброса. Если да - то нет проблем.

А еще можно поставить стабилитрон между коллектором и затвором. Само и погасит, на самом IGBT (опять же, если выдержит по энергетике).

Про затворы - отличная идея) примитивно и по-злому) только turn on delay time малость мешает

[Rst7]

только turn on delay time малость мешает

Каким образом? Понятно, что проходная емкость транзистора возрастет на емкость стабилитрона - для Ваших целей это много?

[frz]

Каким образом? Понятно, что проходная емкость транзистора возрастет на емкость стабилитрона - для Ваших целей это много?

Нет, просто подумал что за это время (для моих ключей 25нс) выброс уже может достигнуть напряжения пробоя, но сейчас рассмотрел выброс получше- он достигает своего пика только через 200нс, такчто всё норм. Спасибо.

Сообщение отредактировал frz - Apr 30 2009, 11:41

[Rst7]

Нет, просто подумал

Я Вам больше скажу. На самом деле стабилитрон не даст закрыться IGBT на время рассеяния энергии, а не приведет к его открытию из закрытого состояния. Так что с этим все хорошо. Драйвер включается к затвору через цепочку из параллельных диода (анодом к драйверу, обеспечивает быстрое нарастание напряжения на затворе) и резистора (выбирается так, чтобы обеспечить более-менее быстрое закрывание без нагрузки, но при этом ограничивало ток драйвера, когда откроется стабилитрон). И еще неплохо будет включить дополнительный стабилитрон от затвора на эмиттер - чисто для самоуспокоения.

[frz]

Я Вам больше скажу. На самом деле стабилитрон не даст закрыться IGBT на время рассеяния энергии, а не приведет к его открытию из закрытого состояния. Так что с этим все хорошо. Драйвер включается к затвору через цепочку из параллельных диода (анодом к драйверу, обеспечивает быстрое нарастание напряжения на затворе) и резистора (выбирается так, чтобы обеспечить более-менее быстрое закрывание без нагрузки, но при этом ограничивало ток драйвера, когда откроется стабилитрон). И еще неплохо будет включить дополнительный стабилитрон от затвора на эмиттер - чисто для самоуспокоения.

Уже поставил всё кроме диода)

[Rst7]

Уже поставил всё кроме диода)

Ну диод - это по желанию. Если необходимо - то ставить.

А, и че, работает? Не жжот?

[frz]

Ну диод - это по желанию. Если необходимо - то ставить.

А, и че, работает? Не жжот?

Сейчас на 75В проверяю, вот осциллограмки 1-без стабилитрона, 2- с стабилитроном

1 канал- напряжение на затворе, 2й-напряжение КЭ, 200нс/дел, 2 канал через делитель на 10
Единственное что ещё пришлось добавить- последовательно с стабилитроном диод в обратную сторону- иначе без напряжения на ключе через стабилитрон в коллектор ток течёт.
Вобщем мне нравится) Судя повсему остановлюсь на этом варианте

Сообщение отредактировал frz - Apr 30 2009, 13:14

[Rst7]

Единственное что ещё пришлось добавить- последовательно с стабилитроном диод в обратную сторону

Да да. Конечно. Совсем забыл.

[Herz]

Стабилитрон нужно выбирать исходя из напряжения питания? Если оно нестабильно?

[Guest_orthodox_*]

Стабилитрон нужно выбирать исходя из напряжения питания? Если оно нестабильно?

Оппаньки... И верно...
Тормозите емкостью с ограничивающим резистором...

[Rst7]

Стабилитрон нужно выбирать исходя из напряжения питания?

Так как топикстартер хочет защитить транзистор от пробоя, то ему надо выбирать стабилитрон исходя из напряжения пробоя IGBT. А сам тип транзистора выбирать, конечно, с запасом на напряжение коллектор-эмиттер. И, опять же, надо смотреть, чтобы не было превышения по мгновенной мощности. Демпфер в виде RC-цепи тоже имеет право на жизнь, но его параметры сильно зависят от параметров нагрузки. В этом отношении стабилитрон - более универсальное решение в плане независимости от нагрузки.

Да и на процессы переключения демпфер куда сильнее влияет.

[frz]

Стабилитрон нужно выбирать исходя из напряжения питания? Если оно нестабильно?

Ключи на напряжение 600В, питание у меня - выпрямленная сеть~310В, стабилитроны поставлю на 500В и всё должно быть хорошо

[Rst7]

питание у меня - выпрямленная сеть~310В

310 после моста, как я понимаю. На входе моста ~220? ~ - в смысле переменки, а не "приблизительно равно"

[Guest_orthodox_*]

Ключи на напряжение 600В, питание у меня - выпрямленная сеть~310В, стабилитроны поставлю на 500В и всё должно быть хорошо

Выпрямленную сеть советовал бы считать как минимум 400В , так, на всякий случай.
Я обычно принимаю до 400-450 работа, выше - блокировка...
считать ее как 310 - некошерно...

[Rst7]

считать ее как 310 - некошерно...

Ну кошерно-некошерно - дело личное. Пусть даже 450В входного. Пробойное IGBT - 600. Стабилитроны на 500В - самое кошерное, как мне кажется.

[arisov]

А как рассчитать сопротивление последовательного с стабилитроном и диодом резистора?
В силовых модулях ООО «Электровыпрямитель» судя по схеме http://www.power-e.ru/2006_03_36.php резистор имеется.

[Rst7]

А как рассчитать сопротивление последовательного с стабилитроном и диодом резистора?

Да это больше предохранитель.. И глубокий смысл в нем отсутствует, разве что в аварийной ситуации спасет драйвер от выжигания. Ценой, конечно, ключа и стабилитрона.

[arisov]

Демпфер в виде RC-цепи тоже имеет право на жизнь, но его параметры сильно зависят от параметров нагрузки. В этом отношении стабилитрон - более универсальное решение в плане независимости от нагрузки.

Я так понял от RC-цепочек в этом случае (со стабилитроном) можно отказаться?
Если да, то почему так мало применяют такое казалось бы выгодное решение?
И для MOSFET это подойдёт или какие-то нюансы могут возникнуть?

[Rst7]

Я так понял от RC-цепочек в этом случае (со стабилитроном) можно отказаться?

Вполне.

Если да, то почему так мало применяют такое казалось бы выгодное решение?

Я применяю регулярно

И для MOSFET это подойдёт или какие-то нюансы могут возникнуть?

Подойдет.

Ньюанс тут один и он главный - сможет ли Ваш ключ рассеять выброс без умирания. Если сможет - схема будет работать.

[syoma]

Я так понял от RC-цепочек в этом случае (со стабилитроном) можно отказаться?
Если да, то почему так мало применяют такое казалось бы выгодное решение?
И для MOSFET это подойдёт или какие-то нюансы могут возникнуть?

А кто сказал, что его не применяют - это стандартное решение для высоковольтных инвертеров U>2000В. Называется Active Clamping.
Просто в высоковольтных схемах РС цепочка - это самоубийство по потерям, поэтому выход один - низкоиндуктивная DC часть(чтобы меньше энергии запасалось) + вот это. Кстати, это защита в основном от перегрузки по току и перенапряжения, а не конкретно КЗ. У вас тоже не КЗ как таковое - а так себе - перегрузка по току. КЗ - это когда на полностью открытом транзисторе у вас напряжение питания - вот это проблема. При таком режиме время жизни транзистора, рассчитанного на 1200А - 3000В состаляет 10мкс(документировано) а потом Тут используется другая схема защиты - конкретно по падению напряжения на коллекторе. Правда время реакции у нее 9мкс . Вот за 1мкс все и надо вырубить.
Помоему очень доходчиво про принцип работы данных цепей описано вот здесь: http://www.igbt-driver.com/fileadmin/Publi...36F2_Manual.pdf

[SNGNL]

Называется Active Clamping.

Active Clamping- общее название решений использующих активные элементы (ключи) для ограничения выбросов, этих решений немало. Ассиметричный (косой) мост, тоже-Active Clamping.
IMHO, решение со стабилитроном(с учетом нюанса) более актуально именно для IGBT, не позволяет слишком быстро запираться.
А за ссылку , спасибо, было интересно почитать.

Сообщение отредактировал SNGNL - May 2 2009, 22:42

[frz]

У вас тоже не КЗ как таковое - а так себе - перегрузка по току. КЗ - это когда на полностью открытом транзисторе у вас напряжение питания - вот это проблема. При таком режиме время жизни транзистора, рассчитанного на 1200А - 3000В состаляет 10мкс(документировано) а потом Тут используется другая схема защиты - конкретно по падению напряжения на коллекторе. Правда время реакции у нее 9мкс . Вот за 1мкс все и надо вырубить.

Я вобще не говорил о том как у меня построена защита, собственно принцип тотже- кз схема определяет тогда, когда на открытом транзисторе напряжение К-Э более 6 В (desaturation), и время реакции моей схемы~1.2мкс (через это время происходит отключение транзистора, видно из осциллограмы), а мс контроллера отключается ещё через 500нс.

[frz]

Если кому ещё интересно- провёл испытания на 300В, правда ввиду отсутствия высоковольтного стабилитрона в цепь затвора воткнул TVS на 400В (другого не было). Столкнулся с небольшой проблемой- через ёмкость TVS'а при КЗ в затвор транзистора лез сильный шум, из-за чего микруха драйвера начинала глючить. Всё исправилось добавлением в цепь затвора, последовательно с TVS и диодом, 50 Ом резистора. Вот осциллограмки:

1 канал- напряжение З-Э, 5В/дел. 2 канал - Сигнал на отключение МС контроллера

1 канал- напряжение К-Э. 50В/дел, сигнал сдвинут вниз на 6 дел(300В). 2 канал- напряжение З-Э. 5 В/дел
Обе осциллограмы 200 нс/дел
Как видно ограничивает на уровне ~450 В (дополнительные 50В из-за резистора)

Сообщение отредактировал frz - May 6 2009, 08:17

[Guest_orthodox_*]

А что будет, если питание кратковременно повысится до 450?
В сети бывает и не такое...
Подавляющему большинству схем помогает блокировка ключей на время превышения.
А этой?

[frz]

А что будет, если питание кратковременно повысится до 450?
В сети бывает и не такое...
Подавляющему большинству схем помогает блокировка ключей на время превышения.
А этой?

Смотря на сколько кратковременно.
TVS'ы будут на 500В, просто других не было(я же писал), а если уж напряжение и скаканёт выше 450В - у меня входные ёмкости повылетают, вообще от таких скачков будет отдельная схемка спасать- ёмкости ведь тоже жалко - они стоят прилично дороже чем ключи. Есть желание сделать защиту на превышение до 1КВ. Правда ещё не придумал ничего путнего(точнее сказать более-менее дешёвого), если есть идеи - буду благодарен

Сообщение отредактировал frz - May 6 2009, 10:16

[Rst7]

Есть желание сделать защиту на превышение до 1КВ. Правда ещё не придумал ничего путнего(точнее сказать более-менее дешёвого), если есть идеи - буду благодарен

Поставьте на вход матерый тиристор, пусть при превышении напряжения открывается и выбивает входной автомат.

[_Pasha]

Поставьте на вход матерый тиристор

Только не вздумайте открывать его (опто)симистором по стандартной схеме . Отожжете УЭ. Лучше трансик или отдельный источник питания на управляющий электрод.

[frz]

Поставьте на вход матерый тиристор, пусть при превышении напряжения открывается и выбивает входной автомат.

Идея мне нравится, но именно это я и имел ввиду под неочень дёшево, может посоветуете какой-нибудь недорогой тиристор для этих целей?

Сообщение отредактировал frz - May 6 2009, 18:39

[Burner]

Насчет емкостей. У меня кратковременно(5-10 сек) бывало 560 В на 400-вольтовых. Переживали. Этого времени вполне хватает, шоб вырубить автомат.

Кто знает, зачем нужно мягкое выключение ИЖБТ при КЗ? При мягком выключении транзистор может съесть больше энергии, чем при резком? Ведь при том же токе энергия в индуктивности монтажа та же. Еще пишут, что при резком выключении затвор может зарядиться через емкость затвор-коллектор до пробоя затвор-эмиттер. Мож, спасет просто супрессор затвор-эмиттер? или дело в паразитной индуктивности эмиттера и сопротивлении затвора, и супрессор не спасет?

[_Pasha]

бывало 560 В на 400-вольтовых.

Не, у меня дорожки горят и варисторы взрываются, но кондюки целые всегда, ибо дороже 

или дело в паразитной индуктивности эмиттера и сопротивлении затвора, и супрессор не спасет?

Дык при 6-кратном токе КЗ как раз в этом и дело. Драйвер может защелкнуться, затвор пробиться.
А причем тут емкость коллектор-затвор? В работе же не пробивается?

[Burner]

Так ведь я написал - через нее может зарядиться затвор. При КЗ ток коллектора больше, фронт напряжения резче, импульс тока через емкость затвор-коллектор больше. Затвор может пробиться именно выбросом на индуктивности эмиттера?

[_Pasha]

При КЗ ток коллектора больше, фронт напряжения резче, импульс тока через емкость затвор-коллектор больше. Затвор может пробиться именно выбросом на индуктивности эмиттера?

Имхо, именно из-за эмиттера. А Ваши предположения надо проспайсить хорошенько, с первого взгляда что-то не вериццо.

[arisov]

А в полном мосте обязательно ставить цепочку стабилитрон + диод + резистор на все транзисторы? Или можно ограничиться защитой только "нижних" транзисторов? Ведь, как я понимаю, при одновременном закрытии всех транзисторов и при наличии защитной цепочки на всех ключах, выброс будет гасится всё равно только "нижними". Или это не так?

[Rst7]

А в полном мосте обязательно ставить цепочку стабилитрон + диод + резистор на все транзисторы?

А как в полном мосте напряжение на любом транзисторе может превысить напряжение питания?

[arisov]

Если относительно высокое выходное сопротивление ИП, то думаю, что возможно. И как пишут в "умных" книгах, при КЗ RC-цепочки не помогают, следовательно, шунтирующий кондер малой емкости около транзисторов, по питанию, тоже может не помочь.