Инвертор DC/AC с синусом на выходе +96В/~220В 50Гц 4кВт Опции

[sna]

Доброго времени суток всем участникам! Искал подобное в разных темах, так и не нашел, и решил создать тему.
Сейчас собираю инвертор, вернее уже собрал, для питания дома, а именно: телевизор (плазм. 500Вт), холодильник и морозильник, освещение с энергосберегающими лампами, скваженный насос подкачки воды и так по мелочи. Сам инвертор питается от 8-ми последов. соединенных АКБ 12В 60Ач, подзарядка от сетевого зарядного, скоро должны поднять ветряк.
Итак, инвертор сделан по мостовой схеме (см. Рисунок), синус чистый без искажений и пульсаций при любых нагрузках (асинхр. двиг., активная и т.д...), на ХХ и при максимальной мощности, при этом стабильное напряжение 220В. Ток потребления на ХХ меньше 20Вт. Вышли из строя, очередной раз, 2 полевика из четырех (IRFP90N200D) - КЗ. Нагружал воздушным эл.обогревателем 2кВт, отдельно запускал морозильник (пусковая мощность =>2кВт), запускал насос 750Вт - все нормально. Решил испытать судьбу, включил 2кВт эл.обогр. и включил насос, в итоге насос не запустился, напруга упала до 170В, ток на АКБ не успел засечь (>30А) и через 5 сек удержания - отгорел предохранитель. Проверил - конечно вышли из строя ключи.
Это уже не первый раз. Есть кое какие соображения, но сначало хочу послушать мнение и рекомендации специалистов. Задавайте вопросы, все опишу от АКБ - управление - драйвера и.т.д..., в одном посту все не напишешь.
Хотел всавить рисунок, не знаю как - подскажите.
С ув. Сергей

[rezident]

Рисунок должен быть в формате JPG или GIF. Размер вложения ограничен 1 МБайт на каждое вложение.

[sna]

Рисунок должен быть в формате JPG или GIF. Размер вложения ограничен 1 МБайт на каждое вложение.

Спасибо! Сейчас попробую вставить схему силовой части инвертора.

[rezident]

Извиняюсь на непонятливость, T1 у вас низкочастотный транс (50Гц) что ли?

[sna]

Извиняюсь на непонятливость, T1 у вас низкочастотный транс (50Гц) что ли?

Начну потихоньку описывать. Т1 - низкочастотный транс сделанный из тороидального сердечника сечением по памяти 27см^2, первичка намотана проводом прямоугольного сечения 5,1мм^2 65вит., вторичка в два провода 1мм^2 280вит.. В качестве драйверов использовал HCPL320, к каждому подведено изолированное питание +18В/-6В. Микроконтроллер (ATMEGA128) задает ШИМ с частотой квантования 16кГц, принцип модулирования синуса (их вообще куча): скважность импульсов ШИМ на каждую точку (их 320 в периоде) заложен код, итак всего 80 точек для четверьти периода - это назовем блоком, таких блоков от 0 до 255, при чем в 0-м блоке самая короткая длительность, в 255 - максимальная с учетом минимального мертвого времени 3...5мк. МК измеряет с дискретностью 62,5мкС: ток в цепи дросселя, и по переменно через 125мкС: выходное напряжение и напряжение питания. В качестве дачика тока применил ACS750SCA-075 на эффекте холла - медленноватый правда. Дроссель изготовил из ЭТС, первый что был до этого из ЭТС толщиной 0,08мм - очень маленький, но зато неплохо справлялся, но провод потолще не всунуть, поэтому сейчас пока (ищу дроссели или сердечники или ЭТС толщиной 0,08мм) использовал для наладки огромный и тяжелый сердечник из ЭТС 0,35мм. Вообщем дроссель и конденсатор выполняют роль фильтра нижних частот. Что еще описывать незнаю, задавайте вопросы.
Конретная проблема в том, что выходят из строя ключи, хотя достаточно мощности 1...2кВт продолжительно, но хочу заложить мощность 4кВт для пусковых режимов холодильников и насоса. Транзисторы 98А, а ток проскакивал до 40А и капец, от чего не пойму, хоть бы транзисторы грелись для приличия.
пока гонял на 2кВт радиаторы так и не нагрелись (пальцем на транзистор - еле еле чувствуется тепло), а транс как был холодный так и остался и похоже с него можно 5кВт выжимать - большой запас сделали. .
С ув. Сергей

[Прохожий]

....
С ув. Сергей

Не могу понять нескольких вещей.
1. Почему напряжение батареи 12 Вольт.
2. Зачем нужен дроссель? В подобных случаях вполне хватает индуктивности рассеяния самого трансформатора.
3. Почему ATMega? Есть же другие доступные процессоры.

Подобные транзисторы могут гореть по двум причинам.
1. Если с процессором все ОК, то из-за перенапряжений.
2. Если процессор глючит, то из-за сквозных токов.

[Guest_orthodox_*]

Не могу понять нескольких вещей.
1. Почему напряжение батареи 12 Вольт.
2. Зачем нужен дроссель? В подобных случаях вполне хватает индуктивности рассеяния самого трансформатора.

Можно я? не 12 V а 8*12V, нормально для этой мощности вполне. В первом посте указано...

А дроссель наверное чтобы не греть железо НЧ транса, да? Ну и от помех немножко...
Ну и от бросков тока при включении транзисторов - емкость обмотки НЧ транса может быть большой...

[sna]

Не могу понять нескольких вещей.
1. Почему напряжение батареи 12 Вольт.
2. Зачем нужен дроссель? В подобных случаях вполне хватает индуктивности рассеяния самого трансформатора.
3. Почему ATMega? Есть же другие доступные процессоры.

Подобные транзисторы могут гореть по двум причинам.
1. Если с процессором все ОК, то из-за перенапряжений.
2. Если процессор глючит, то из-за сквозных токов.

1. У меня 8-мь автомобильных АКБ по 12В, а что есть в одном корпусе на 96В?
2. Дроссель с конденсатором играют роль фильтра, если убрать дроссель, а кондюк поставить на выходе транс - будет сразу гаплык.
3. Мне нравится ATMEGA - очень устойчивый контроллер и многофункциональный, ни разу не замечал сбоев, главное правильно програмку написать.
4. С процессором все ОК, при чем если произойдет глюк ключи друг на друга никогда не включаться, так как перед драйверами стоит логика для блокировки одновременного их включения. Также сквозные токи можно откинуть, так как время мертвое время между переключениями встречных ключей более 50мкС, в каждой полуволне работают симметричные ключи, а перед спадом синуса длительность включения ключей около 5..15% от 62,5мкС - это и есть мертвое время до включения следующей группы.
5. Перенапряжений нет, потому как мостовая схема исключает их в комплексе с кондером 1000мкФ и АКБ, а также в дополнение я установил параллельно питанию инвертора 5-ть параллельно соединеных супрессора на 150В и сух. конденсатор 2мкФ. А также если бы было перенапряжение, тогда бы выходило из строя все четыре транса - хотя это не факт, а у меня уже третий раз только два, причем каждый раз в разных местах или повторяются, но при этом все драйвера в норме.
Спасибо за комментарии, прошу еще соображений.
С ув. Сергей

[rezident]

Ну и от бросков тока при включении транзисторов - емкость обмотки НЧ транса может быть большой...

В таком случае нужно было два дросселя для симметрии. Иначе второе плечо моста несимметрично нагружено и от бросков тока никак не защищено. Кстати, не удивлюсь, если сгорают именно VT3 и VT4.

[sna]

Можно я? не 12 V а 8*12V, нормально для этой мощности вполне. В первом посте указано...

А дроссель наверное чтобы не греть железо НЧ транса, да? Ну и от помех немножко...
Ну и от бросков тока при включении транзисторов - емкость обмотки НЧ транса может быть большой...

Именно так, тем более что у тора пусковой ток более 100А может быть, смотря как попасть в сеть вилкой, то есть в пик синуса - вышибает автомат С25, а это 25*7=175А. Вообщем хоть тор, хоть транс на шихтованном железе в качестве фильтра работает только без нагрузки, а с нагрузкой - это одно и тоже что к выходу инвертора подключить кондюк.
Забыл сказать: индуктивность дросселя последней намотки 1мГн, конденсатор 20мкФ, до этого было 2,5мГн - но 220В вытягивал до 2,2кВт дальше падение напруги но синус все равно чистый, поэтому уменьшил индуктивность до 1мГн, соответственно увеличил ток пропускания и гаплык.

[rezident]

2. Дроссель с конденсатором играют роль фильтра, если убрать дроссель, а кондюк поставить на выходе транс - будет сразу гаплык.

Дык ясен перец! На выходе нужно не просто конденсатор, такую же LC-цепь ставить. Иначе это эквивалентно варианту, что если бы вы мост прямо на C нагрузили.

[sna]

В таком случае нужно было два дросселя для симметрии. Иначе второе плечо моста несимметрично нагружено и от бросков тока никак не защищено. Кстати, не удивлюсь, если сгорают именно VT3 и VT4.

На счет двух дросселей не вижу смысла, да и нигде вроде бы как не практикуется, а какой смыс, все равно ток течет последовательно. Обязательно гляну на выходных (инвертор в селе) какие на этот раз вышли ключи.
Сегодня заказал 8-мь транзисторов, в суботу должны быть, есть мысль поставить в параллель по два штуки или второй мост с вторым дросселем по 2мГн, а выхода дросселей соединить - вообщем запараллелить. Просто одолевает мысль что на транзисторе при большом скачке тока падает превышающая тех. характеристики мощность, а токовая защита медленная, да и если полевик вошел в пике - отключай не отключай поздно.
Вот надо до выходных теоретически подготовится с помощью участников форума да бы не наломать транзюков.
Спасибо всем! Жду новых рекомендаций.
С ув. Сергей

[rezident]

На счет двух дросселей не вижу смысла, да и нигде вроде бы как не практикуется, а какой смыс, все равно ток течет последовательно.

Дык у вас выход транса N соединен с минусом. Нарисуйте между нижними по схеме выводами обмоток конденсатор, изображающий межобмоточную емкость. Теперь видите несимметрию?

[Прохожий]

1.

Виноват, пропустил.

2. Дроссель с конденсатором играют роль фильтра, если убрать дроссель, а кондюк поставить на выходе транс - будет сразу гаплык.

Фирма APC придерживается иного мнения. В их схемах дросселя нет, а фильтровый конденсатор стоит сразу после трансформатора.

3. Мне нравится ATMEGA - очень устойчивый контроллер и многофункциональный, ни разу не замечал сбоев, главное правильно програмку написать.

О вкусах не спорят. Хотя в данном случае, ПМСМ, надо что-то более специализированное.

4.

100% гарантию дает только ....

5.

Полевые транзисторы могут выйти из строя по двум причинам.
1. От локального разогрева участка кристалла большим током. Это когда через них пропускается ток КЗ.
2. От пробоя структуры повышенным напряжением.
2.1. Напряжение сток-исток.
2.2. Напряжение затвор-исток.
Пункты 1. и 2.1 по Вашим словам исключены...

[sna]

Дык у вас выход транса N соединен с минусом. Нарисуйте между нижними по схеме выводами обмоток конденсатор, изображающий межобмоточную емкость. Теперь видите несимметрию?

Да, действительно соединен и соединен с общим платы МК для упрощения обратной связи, но мысль была развязаться маломощным трансом - так и сделаю. На счет ассиметри наверно Вы тоже правы, у меня МК еще в режиме реального времени отправляет на комп точки всех сигналов, а программа строит график мгновенно график - вроде осцилографа, так вот заметил что пуск у инвертора тяжелый, а по графику тока видно как большой ток течет в одной полуволне со спадом до полного уравновешивания синуса далее ток течет 120мА вобеих полуволнах и при нагрузках одинаково, такое впечатление что при пуске проходит какой то резонанс - это кстати очень большая проблема может в этом весь фикус. Все хотел разобраться с этим да руки не доходили.
Спасибо за дельное замечание есть над чем подумать, только как вот решить проблему с землей, чтобы небыло большого потенциала между сетью и АКБ? Пока между корпусом (заземление) и общим питанием там же минус АКБ поставил конденсатор.
С ув. Сергей

[rezident]

Фирма APC придерживается иного мнения. В их схемах дросселя нет, а фильтровый конденсатор стоит сразу после трансформатора.

А в UPS фирмы APC тоже ШИМ 16кГц на выходе? Я не в курсе, потому и интересуюсь.

Пункты 1. и 2.1 по Вашим словам исключены...

Кстати, да. Где в схеме диоды, которые во время deadtime работают? Небось body diode в этой роли выступают? И вообще топикстартер, давайте настоящую схему, а не этот "эскиз задумки электрика"

только как вот решить проблему с землей, чтобы небыло большого потенциала между сетью и АКБ?

Поставьте дополнительно изолированный DC/DC и запитайте измерительную часть схемы на выходе преобразователя от него.

[Прохожий]

А в UPS фирмы APC тоже ШИМ 16кГц на выходе? Я не в курсе, потому и интересуюсь.

Там около 20 кГц. Видимо, чтобы по-возможности дальше уйти от звуковых частот.
А так, очень похоже на то, что предложил топикстартер.
Трансы там все на Ш-образном железе. Сделаны достаточно качественно. Железо толщиной не менее 0,35 мм, чаще 0,5.
Обмотки в разных слоях. Никакого лицендрата. Очень хорошая изоляция между обмотками.
Очень похоже, что транс считался на заданную индуктивность рассеяния, приведенную в данном случае ко вторичной обмотке.
И еще. Что интересно. Имеется 2 петли ОС. Одна по напряжению, а вторая по току через фильтровый конденсатор.
Естественно все измерительные цепи на выходной стороне гальванически развязаны через трансформаторы тока и напряжения соответственно.
Управление, как правило MSC51. Аналоговый или иной вычислитель - специализированный ASIC.
Что там внутри не знаю, но оба сигнала ОС заходят именно на этот кристалл.

Сообщение отредактировал Прохожий - Sep 16 2009, 20:17

[sna]

Фирма APC придерживается иного мнения. В их схемах дросселя нет, а фильтровый конденсатор стоит сразу после трансформатора.

О вкусах не спорят. Хотя в данном случае, ПМСМ, надо что-то более специализированное.

100% гарантию дает только ....

Полевые транзисторы могут выйти из строя по двум причинам.
1. От локального разогрева участка кристалла большим током. Это когда через них пропускается ток КЗ.
2. От пробоя структуры повышенным напряжением.
2.1. Напряжение сток-исток.
2.2. Напряжение затвор-исток.
Пункты 1. и 2.1 по Вашим словам исключены...

Есть наверняка применения без дросселей, возможно трансы с дополнительной обмоткой, но зачем высокой частотой греть железо транса.
Специализированные - это не интересно хотя искал подобные ИС но не нашел, а если находил то дорого то нет в продаже, да и не гибкое устройство получается, а на МК могу сделать почти все конечно ограничиваясь быстродействием.
1. Я подозреваю что возникают большие токи, но не могу найти аргумент и причину.
2. Пробой исключаю во всех случаях, между затвором и истоком стоит двуханодный супресор 18В, хоть и слышал нарекания что они мешают своей емкостью - проверил с ним и без никаких изменений. Проверено на инверторе 7кВт - уже второй год работает - супресоры стоят, но этот инвертор от сети работает, да и принцип построения синуса отличается.

Я сразу дроссель с кондюком ставил на выходе транса - разницы никакой, поэтому поставил до транса - так надежнее.
Спасибо за соображения!

[Прохожий]

1. Я подозреваю что возникают большие токи, но не могу найти аргумент и причину.

Большие токи для полевиков пох. Они выдерживают достаточно длительные четырех и более кратные перегрузки.
Два-три полупериода сети со сверх токами для них, по идее, ничего не значат. Главное в этих случаях не превысить температуру кристалла.
И чтобы окончательно убедиться в том, что это не ток, советую проверить отсутствие насыщения сердечника при старте из-за асимметрии полуволн.

2. Пробой исключаю во всех случаях, между затвором и истоком стоит двуханодный супресор 18В, хоть и слышал нарекания что они мешают своей емкостью - проверил с ним и без никаких изменений. Проверено на инверторе 7кВт - уже второй год работает - супресоры стоят, но этот инвертор от сети работает, да и принцип построения синуса отличается.

Пробой для вашего случая исключать нельзя, как и надеяться на ограничители. Дело в том, что с ростом тока через них резко возрастает их напряжение ограничения.
То же самое касается и затворного стабилитрона (ограничителя). А из-за плохой топологии всплески могут появиться где угодно...
За версию пробоя тот факт, что Ваши битые транзисторы - холодные. Чтобы окончательно в этом убедиться надо прозвонить затвор-исток битого транзистора.
Если хотя бы у одного из них будет остаточное сопротивление более 2 Ом, то вероятность того, что это пробой, резко повышается.

Я сразу дроссель с кондюком ставил на выходе транса - разницы никакой, поэтому поставил до транса - так надежнее.

Так никто не делает...

[rezident]

Обмотки в разных слоях. Никакого лицендрата. Очень хорошая изоляция между обмотками.
Очень похоже, что транс считался на заданную индуктивность рассеяния, приведенную в данном случае ко вторичной обмотке.

Интересно было бы промерять параметры этого транса..

[ZVA]

так вот заметил что пуск у инвертора тяжелый, а по графику тока видно как большой ток течет в одной полуволне со спадом до полного уравновешивания синуса далее ток течет 120мА вобеих полуволнах и при нагрузках одинаково, такое впечатление что при пуске проходит какой то резонанс - это кстати очень большая проблема может в этом весь фикус. Все хотел разобраться с этим да руки не доходили.
С ув. Сергей

Сергей, это нормальное явление. Обычный пусковой ток связанный с намагничиванием трансформатора и ничем не отличается от простого включения его в розетку. От него легко избавишься если будешь выключать и включать инвертор только програмно - например от кнопки. При включении начинаешь формировать положительную полуволну синусоиды, а при выключении дождаться окончания отрицательной полуволны тока!!! и только после переставать управлять транзисторами.
Есть сомнения в правильности алгоритма управления транзисторами. Мертвое время для IGBT 3 мксек нормально и для такой мощности достаточно, но для полевых????. А намного больше??? У тебя что есть моменты когда первичная обмотка полностью висит в воздухе и все четыре транзистора закрыты? Если это так, то алгоритм управления точно неправильный.

[rezident]

Если хотя бы у одного из них будет остаточное сопротивление более 2 Ом, то вероятность того, что это пробой, резко повышается.

Про полевики не помню, а вот у мощных биполярных транзисторов (транзисторов строчной развертки) довольно большое остаточное сопротивление свидетельствовало о тепловом пробое.

Так никто не делает...

А если бы транс был импульсным с небольшой индуктивностью рассеяния?

[sna]

Кстати, да. Где в схеме диоды, которые во время deadtime работают? Небось body diode в этой роли выступают? И вообще топикстартер, давайте настоящую схему, а не этот "эскиз задумки электрика"
Поставьте дополнительно изолированный DC/DC и запитайте измерительную часть схемы на выходе преобразователя от него.

Неужеле не хватает встроенных диодов, у них отличные характеристики. Схемы готовой в компе нет, как всегда в голове и на ПП, но есть схема которую ранее рисовал но до конца не подкорректировал, но в принципе все там так и есть даже лишнее реле и.т.д... вообщем попробую выложить эту схему частями. Кстати схема на рисунке силовой части инвертора полная!
Поставить DC/DC зачем, я развяжу обратную связь малым трансом, а общий контроллера связан с минусом батарей, я имел ввиду как правильно привязать выход 220В к земле - земля у меня отдельно и связана с минусом батарей через конденсатор. Если я N соединю с землей через конденсатор - что будет?
Вот часть схемы, на которой сами драйвера и изолированные DC\DC к ним, к сожалению с Accel_EDA преобразовал в рисунок и получилось не очень.



Повторяюсь не успел скорректировать схему, если что не понятно спрашивайте.

[Guest_orthodox_*]

Варианты такие еще есть (тщательно не анализировал, предположения) - первый подсказал rezident : все же возможно дроссели с обоих выходов неплохо включить. Межобмоточная емкость НЧ трансформатора порядка 1000 pF. На нее приходится переключаться одному плечу. Однако, от нагрузки это не зависело бы - потому второй вариант - ток через дроссель поддерживает открытым боди диод с временем восстановления сколько-то там порядка 500нс кажется - и при любом дедтайме открываться придется на боди диод.
На полное время восстановления. Возможно и с полного тока... Может хватить для порчи кристалла.

Я сейчас как раз вожусь с таким - пытаюсь MAGamp-ы пристроить как-то, чтобы всегда аккуратно открываться...Хлопотно это в двутактных схемах...

[Прохожий]

Про полевики не помню, а вот у мощных биполярных транзисторов (транзисторов строчной развертки) довольно большое остаточное сопротивление свидетельствовало о тепловом пробое.

Про полевики знающие люди мне объясняли, что остаточное сопротивление свидетельствует о том, что был прокол в элементе структуры. В одном элементарном полевичке.
Далее процесс развивается по следующему сценарию. Начинается разогрев пробитого элементарного транзистора, а от него лавинно выходят из строя остальные.
В большинстве случаев это дело сваривается в точку. Но если повезет, то сгорит не все и мы получим остаточное сопротивление.

А если бы транс был импульсным с небольшой индуктивностью рассеяния?

В этом случае делают двухступенчатое преобразование. Первая ступень повышает напряжение до 350 - 400 вольт с гальванической развязкой от батареи, а вторая - рубает синус.
Силовая часть второй части на рисунке снизу, простите за тавтологию.
[attachment=36327:SINPWM.JPG]
Результаты работы на резко переменную нагрузку на диаграммах:
[attachment=36328:Diagrams.JPG]

[sna]

Большие токи для полевиков пох. Они выдерживают достаточно длительные четырех и более кратные перегрузки.
Два-три полупериода сети со сверх токами для них, по идее, ничего не значат. Главное в этих случаях не превысить температуру кристалла.
И чтобы окончательно убедиться в том, что это не ток, советую проверить отсутствие насыщения сердечника при старте из-за асимметрии полуволн.

Пробой для вашего случая исключать нельзя, как и надеяться на ограничители. Дело в том, что с ростом тока через них резко возрастает их напряжение ограничения.
То же самое касается и затворного стабилитрона (ограничителя). А из-за плохой топологии всплески могут появиться где угодно...
За версию пробоя тот факт, что Ваши битые транзисторы - холодные. Чтобы окончательно в этом убедиться надо прозвонить затвор-исток битого транзистора.
Если хотя бы у одного из них будет остаточное сопротивление более 2 Ом, то вероятность того, что это пробой, резко повышается.

Так никто не делает...

Транзисторы не успели разогрется, я погоднял их на токах до 30А минут 10...20 с небольшими перерывами - чуть стали теплые еле заметно, а нагрузку большую дал через время и через 5сек - пошел курить над мыслью почему все сдохло. После отключения не попробовал - вроде как тоже холодные или в радиаторы тепло моментально ушло, а транс с дросселем холодные. Сопротивление замерю точнее, но было вроде как короткое ниже 1Ом.
Если не исключать пробой, тогда в каких местах? Неужеле в проводе длиной 7см до конденсатора с ограничителями мог возникнуть импульс который пробил переход сток-исток, драйвера целые, правда в этот раз не проверил, но сомнений нет.
1. Что Вы поразумеваете под "из-за плохой топологии всплески могут появиться где угодно"?
2. "Так никто не делает..." - не понял, Вы о чем?
3. Как еще этим затворам "сливки" приготовить, если все же там проблема?

Сергей, это нормальное явление. Обычный пусковой ток связанный с намагничиванием трансформатора и ничем не отличается от простого включения его в розетку. От него легко избавишься если будешь выключать и включать инвертор только програмно - например от кнопки. При включении начинаешь формировать положительную полуволну синусоиды, а при выключении дождаться окончания отрицательной полуволны тока!!! и только после переставать управлять транзисторами.
Есть сомнения в правильности алгоритма управления транзисторами. Мертвое время для IGBT 3 мксек нормально и для такой мощности достаточно, но для полевых????. А намного больше??? У тебя что есть моменты когда первичная обмотка полностью висит в воздухе и все четыре транзистора закрыты? Если это так, то алгоритм управления точно неправильный.

Формирование синуса на транс начинается с нуля, но по отключению кажется тоже, чтобы он не резонировал долго. Все это сделать можно непроблема учту.
Какие сомнения в алгоритме управления? Полевые вроде как шустрее работают чем IGBT. Конечно у меня есть моменты когда первичка транса с конденсатором и дросселем висят в воздухе. А как правильный алгоритм?
С ув. Сергей

[Прохожий]

Неужеле в проводе длиной 7см до конденсатора с ограничителями мог возникнуть импульс который пробил переход сток-исток

Так, от то ж.
Пленочный конденсатор должен быть прямо на силовой части.
Одна нога в точке соединения стоков верхних транзисторов, а вторая в точке соединения истоков нижних транзисторов.
Там же желательны ограничители.
Ноги конденсатора должны быть как можно короче.
Еще можно поиграться со снабберами, которых у Вас нет вообще.

[sna]

Варианты такие еще есть (тщательно не анализировал, предположения) - первый подсказал rezident : все же возможно дроссели с обоих выходов неплохо включить. Межобмоточная емкость НЧ трансформатора порядка 1000 pF. На нее приходится переключаться одному плечу. Однако, от нагрузки это не зависело бы - потому второй вариант - ток через дроссель поддерживает открытым боди диод с временем восстановления сколько-то там порядка 500нс кажется - и при любом дедтайме открываться придется на боди диод.
На полное время восстановления. Возможно и с полного тока... Может хватить для порчи кристалла.

Я сейчас как раз вожусь с таким - пытаюсь MAGamp-ы пристроить как-то, чтобы всегда аккуратно открываться...Хлопотно это в двутактных схемах...

Кстати с нагрузкой инвертор запускается мягче, что свидетельствует о одинаковом намагничивании сердечника в обеих направлениях, так как сердечник одновременно размагничивается самой нагрузкой. Сердечник купил у самодельшиков сварочных аппаратов, поэтому качество его не известно, может он в одну сторону перемагничен.
Можно простыми словами, что за боди диод? Схема не контроллирует диод и жестко по алгоритму открывает ключи, хотя на ПП я предусматрел и развел место под быстрый оптрон, который должен контроллировать переход между стоком и истоком, если Вы об этом? Получается что желательно включать транзистор когда в переходе сток-исток не течет обратный ток от дросселя? Мысль была что полевик включается на встречу этому импульсу.
Что такое MAGamp-ы? Объясните двоечнику. Это о чем я выше излагаю? В драйверах митсубиши это есть, но они жутко дорогие!

[rezident]

В большинстве случаев это дело сваривается в точку. Но если повезет, то сгорит не все и мы получим остаточное сопротивление.

Вот когда в КЗ сплавляется, тогда верю, что лавинный пробой произошел.

Можно простыми словами, что за боди диод?

Body diode это встроенный или "паразитный" диод в MOSFET. Он образуется при подключении подложки к истоку. Такова технология изготовления MOSFET. И хотя его (body diode) параметры специфицируются, но в таких схемах лучше применять внешний более быстродействующий диод Шоттки.

[Прохожий]

Вот когда в КЗ сплавляется, тогда верю, что лавинный пробой произошел.

Беда в том, что сплавляется в точку в любом случае и от тока и от пробоя.
Поскольку процесс заканчивается одинаково - разогревом еще живых элементарных полевиков.

[sna]

Так, от то ж.
Пленочный конденсатор должен быть прямо на силовой части.
Одна нога в точке соединения стоков верхних транзисторов, а вторая в точке соединения истоков нижних транзисторов.
Там же желательны ограничители.
Ноги конденсатора должны быть как можно короче.
Еще можно поиграться со снабберами, которых у Вас нет вообще.

Да сразу все стояло так как Вы говорите, а транзисторы вылетали на меньших нагрузках, но не проблема - переделаю, просто сейчас транзисторы разнесены далековато. А снабберы нигде не применял, как расчитать не знаю, да и кажется мне что они будут нагружать лишний раз полевики.
По поводу двухступенчатой, вариант такой нарезать синус полпериода не меняя полярности, а инвертором переворачивать или при помощи DC/DC поднять напругу +350В и -350В и формировать синус полумостовым каскадом через фильтр? Первый вариант давно делал - плохо, второй так и не дали сделать надо быстрее, вообще делаю отцу - его не интересуют габариты, а интересует скорость.
С ув. Сергей

[Прохожий]

Да сразу все стояло так как Вы говорите, а транзисторы вылетали на меньших нагрузках, но не проблема - переделаю, просто сейчас транзисторы разнесены далековато. А снабберы нигде не применял, как расчитать не знаю, да и кажется мне что они будут нагружать лишний раз полевики.
По поводу двухступенчатой, вариант такой нарезать синус полпериода не меняя полярности, а инвертором переворачивать или при помощи DC/DC поднять напругу +350В и -350В и формировать синус полумостовым каскадом через фильтр? Первый вариант давно делал - плохо, второй так и не дали сделать надо быстрее, вообще делаю отцу - его не интересуют габариты, а интересует скорость.
С ув. Сергей

Второй вариант реализован в мощных бесперебойниках от АРС. Только напряжения там по 192 вольта в плечо, а не 350.

[sna]

Вот когда в КЗ сплавляется, тогда верю, что лавинный пробой произошел.
Body diode это встроенный или "паразитный" диод в MOSFET. Он образуется при подключении подложки к истоку. Такова технология изготовления MOSFET. И хотя его (body diode) параметры специфицируются, но в таких схемах лучше применять внешний более быстродействующий диод Шоттки.

Ставил я и отдельно диоды, характеристика работы не меняется. А как же полевики без диодов если это при технологии не избежно, или я не так понял?

Я выложил схему, какая никакая но схема, никто не пишет что там где то грабли.

[Прохожий]

Я выложил схему, какая никакая но схема, никто не пишет что там где то грабли.

Потому и не пишут, что на первый взгляд граблей нет, а на второй и третий сил уже нет...

[sna]

Потому и не пишут, что на первый взгляд граблей нет, а на второй и третий сил уже нет...

Ваша правда, закрутил мозги всем и время позднее,для первого раза итак постов много, аж на три страницы.
Спасибо всем за помощь! На работе не с кем обмозговать, вот и нашел отдушину
С ув. Сергей

[Andrey_Y]

Любопытно - ШИМят обе ноги моста или одна, а другая меандр 50Гц (ШИМят верхние ключи, а нижние 50Гц)? Но это не важно.
Подозреваю проблему в hard switching одного ключа и большой скорости запирающего тока (сквозного тока) для body diode другого.
У Вас решение этой проблемы как-то предусмотрено?
Крутых body diodes не бывает. Бывают транзисторы-сборки с должными диодами, да и то отношусь к ним с опаской. Всегда лучше иметь решение
по ограничению скорости тока.
Бегом могу посоветовать снизить частоту ШИМа и замедлить фронты на включение. Так ли Вам нужна чистая синусоида и едва тёплые транзисторы, если
это не надёжно?

[sna]

Любопытно - ШИМят обе ноги моста или одна, а другая меандр 50Гц (ШИМят верхние ключи, а нижние 50Гц)? Но это не важно.
Подозреваю проблему в hard switching одного ключа и большой скорости запирающего тока (сквозного тока) для body diode другого.
У Вас решение этой проблемы как-то предусмотрено?
Крутых body diodes не бывает. Бывают транзисторы-сборки с должными диодами, да и то отношусь к ним с опаской. Всегда лучше иметь решение
по ограничению скорости тока.
Бегом могу посоветовать снизить частоту ШИМа и замедлить фронты на включение. Так ли Вам нужна чистая синусоида и едва тёплые транзисторы, если
это не надёжно?

ШИМят обе ноги, хотя пробовал и с включением двух на меандр 50Гц, когда две вместе - лучше синус и не крутит его от нагрузки, да и переход в нуле правильный.
Можно вот это по простому? "Подозреваю проблему в hard switching одного ключа и большой скорости запирающего тока (сквозного тока) для body diode другого.
У Вас решение этой проблемы как-то предусмотрено?"
Сразу и делал на частоте 2, 4, 8кГц - проблема не исчезла, но на 16кГц дроссель поменьше и тишина - не свистит! Но правда с защитой уже сложности - не успевает. Транзисторы не греются, по крайней мере после изменения частоты разницы в нагреве не обнаружил.
Этот транзистор со встроенным диодом. Что Вы имеете ввиду ограничение скорости тока? Уменьшить ток на затворе - сделать по мягче включение? Кстати раньше стояли резисторы на затворах 8Ом - транзисторы вылетали при меньшей мощности, теперь поставил 18Ом - может еще уменьшить время открытия, а на закрытие оставить так же? В принципе ключи не греются.

[Guest_orthodox_*]

Вы добавили информации, и похоже что на самом деле у Вас открывается транзистор на неуспевший закрыться встроенный(боди) диод противоположного транзистора.

Надо устранять...
Ну на эту тему информации много...Как и о лечении радикулита (по О Генри)...
Ну, какие-то способы более менее радикальные есть все же....
Хотя бы раз в 10 можно сократить импульс мощности...по времени...За счет увеличения рассеяния в статике например...
Ну или долго думать и найти изящное решение.
Их в общем-то для данной конфигурации под ногами не валяется...
Но кто-то же должен...

[Andrey_Y]

Когда к открытому диоду прикладывают запирающее напряжение, ток рассасывания необходимо ограничить по амплитуде (иначе КЗ) и по скорости нарастания.
Предельное значение скорости запирающего тока обычно указывается в data sheets, типовое значение 100A/uS, но лучше 80A/uS. У крутых диодов это 200A/uS.
Если амплитуду и скорость тока не ограничить, то во-первых, для ключа КЗ, но он это переживёт, т.к. время малое, а вот в структуре транзистора второго ключа
(который сейчас диод) возникает "шнурование" тока, т.е. ток собирается в очень узкий поток с большой плотностью, что приводит к локальному разогреву кристалла и
пробою - во-вторых. В-третьих, КЗ по питанию приводит к большой накачке током паразитных индуктивностей с последующими выбросами напряжения и ужасным звоном,
что особенно требует установки блокирующих конденсаторов по питанию непосредственно возле ключей и с короткими связями.
Исходя из этого, скорость включения надо уменьшать. Это неизбежно приведёт к дополнительным потерям на включение, но уменьшит риск отказа по dI/dT. Обычно выключать можно быстро, но есть ещё параметр dU/dT для этого диода. Посмотрите data sheets, Absolute Maximum Ratings. Обычно между ключом и диодом включают небольшой дроссель
для ограничения скорости тока. После запирания диода этот дроссель рекуперирует "отсосанный" заряд в источник или просто в резистор (зависит от величины заряда).
В прикреплённом файле физика отказов, правда там расписано для ZVS, но суть та же. ZVS перестал быть - получи проблему, частоту увеличил - приблизился к hard - получи проблему.

Прикрепленные файлы

 MOSFET_failure.pdf ( 194.52 килобайт ) Кол-во скачиваний: 302

 

[frz]

Sna, а Вы бы не могли снять осциллограмки токов и напряжений на ключах, а то дальше теории без измерений уйти очень трудно?

[ZVA]

Конечно у меня есть моменты когда первичка транса с конденсатором и дросселем висят в воздухе. А как правильный алгоритм?
С ув. Сергей

ШИМят обе ноги, хотя пробовал и с включением двух на меандр 50Гц, когда две вместе - лучше синус и не крутит его от нагрузки, да и переход в нуле правильный.

sna, Вы сами ответили на свой вопрос.

orthodox, мне кажется что в таком инверторе работающем на индуктивную нагрузку основной режим включения транзисторов это hard, т.к. эта схема типичный частотный привод (только однофазный) и транзистор открывается на неуспевший закрыться встроенный(боди) диод противоположного транзистора по определению.

[Guest_orthodox_*]

Когда к открытому диоду прикладывают запирающее напряжение, ток рассасывания необходимо ограничить по амплитуде (иначе КЗ) и по скорости нарастания.
Предельное значение скорости запирающего тока обычно указывается в data sheets, типовое значение 100A/uS, но лучше 80A/uS. У крутых диодов это 200A/uS.
Если амплитуду и скорость тока не ограничить, то во-первых, для ключа КЗ, но он это переживёт, т.к. время малое, а вот в структуре транзистора второго ключа
(который сейчас диод) возникает "шнурование" тока, т.е. ток собирается в очень узкий поток с большой плотностью, что приводит к локальному разогреву кристалла и
пробою - во-вторых. В-третьих, КЗ по питанию приводит к большой накачке током паразитных индуктивностей с последующими выбросами напряжения и ужасным звоном,
что особенно требует установки блокирующих конденсаторов по питанию непосредственно возле ключей и с короткими связями.
Исходя из этого, скорость включения надо уменьшать. Это неизбежно приведёт к дополнительным потерям на включение, но уменьшит риск отказа по dI/dT. Обычно выключать можно быстро, но есть ещё параметр dU/dT для этого диода. Посмотрите data sheets, Absolute Maximum Ratings. Обычно между ключом и диодом включают небольшой дроссель
для ограничения скорости тока. После запирания диода этот дроссель рекуперирует "отсосанный" заряд в источник или просто в резистор (зависит от величины заряда).
В прикреплённом файле физика отказов, правда там расписано для ZVS, но суть та же. ZVS перестал быть - получи проблему, частоту увеличил - приблизился к hard - получи проблему.

+500 в мемориз... повесить над столом каждого разработчика преобразователей...

orthodox, мне кажется что в таком инверторе работающем на индуктивную нагрузку основной режим включения транзисторов это hard, т.к. эта схема типичный частотный привод (только однофазный) и транзистор открывается на неуспевший закрыться встроенный(боди) диод противоположного транзистора по определению.

Ну, как минимум использовать быстрые диоды вместо встроенных... Даже в низковольтных ключах , где время восстановления бывает 30-50 нан, и то есть смысл шунтировать шоттками в таких случаях...

А чем больше напряжение - тем больше время восстановления...В 500 вольтовых уже до 1000 нан, а это ни в какие ворота для hard с индуктивной нагрузкой... Отвязаться конечно сложнее - минимум пара быстрых диодов нужна. Это по простому.

На самом деле структура популярная, а эта проблема - одна из базовых, иногда наворачивают довольно сложные решения чтобы обойти это. А иногда просто вгоняют абы вошло в допустимый режим во все диапазоне нагрузок - и Бог с ним, это чаще...

[sna]

Привет всем! Ребята спасибо за ответы! Буду постепенно отвечать.

Вы добавили информации, и похоже что на самом деле у Вас открывается транзистор на неуспевший закрыться встроенный(боди) диод противоположного транзистора.

Итак включение ключа на диод, нарисовал на схеме моста стрелки направления тока для двух вариантов, в первом открыты транзисторы VT1,VT4, во втором открываются диоды VD2,VD3 - правильно?

Значит при большом токе накачки заряда обратный ток большой и увеличивается время на сброс накопленной энергии в кондеры питания через диоды VD2,VD3, а значит есть вероятность что диоды еще все не сбросили а транзисторы VT1,VT4 уже открываются и получается КЗ в цепях VT1-VD2 и VT4-VD3 - правильно? Какая цепь шусрее - та и с большим током убъет переходы. Но похоже эти встречные токи постоянно, но опасны при увеличении нагрузки, а значит все таки ключи должны были грется до подачи нагрузки, или эти сквозные токи транзистор-диод были ничтожны?

Надо устранять...
Ну на эту тему информации много...Как и о лечении радикулита (по О Генри)...
Ну, какие-то способы более менее радикальные есть все же....
Хотя бы раз в 10 можно сократить импульс мощности...по времени...За счет увеличения рассеяния в статике например...
Ну или долго думать и найти изящное решение.
Их в общем-то для данной конфигурации под ногами не валяется...
Но кто-то же должен...

Согласен, надо устранять. Каким образом сократить импульс мощности по времени? За счет увеличения рассеяния в статике - это как? Может все таки увеличить сопротивление резисторов на затворах, тем самым сделать мягче включение транзисторов? Еще раз повторюсь: когда стояли резисторы в затворах 8Ом - вылетали ключи при меньшей мощности и схемка как-то жестко работала, теперь стоит 18Ом - уже мягче но... Может увеличить до 30Ом на открытие, а на запирание через диод 18Ом?
Есль еще старое решение, заложенное в ПП под оптрон 6N137, выход которого подключается на логику для блокировки на каждое плечо отдельный вход, сейчас - это в схеме запаяно на разрешение, если это вариант стоит рассматривать тогда нарисую схемку для обсуждения. Ее когда-то откинул, так как не понравилась работа инвертора, почему не помню.
Большая просьба разъеснять без сложных терминов как для чайника, а то вроде понятно но вдруг не то понял.
С ув. Сергей

[Guest_orthodox_*]

Согласен, надо устранять. Каким образом сократить импульс мощности по времени? За счет увеличения рассеяния в статике - это как? Может все таки увеличить сопротивление резисторов на затворах, тем самым сделать мягче включение транзисторов? Еще раз повторюсь: когда стояли резисторы в затворах 8Ом - вылетали ключи при меньшей мощности и схемка как-то жестко работала, теперь стоит 18Ом - уже мягче но... Может увеличить до 30Ом на открытие, а на запирание через диод 18Ом?
Есль еще старое решение, заложенное в ПП под оптрон 6N137, выход которого подключается на логику для блокировки на каждое плечо отдельный вход, сейчас - это в схеме запаяно на разрешение, если это вариант стоит рассматривать тогда нарисую схемку для обсуждения. Ее когда-то откинул, так как не понравилась работа инвертора, почему не помню.

Ну, выгоднее будет наверное использовать быстрые диоды последовательно-параллельно ключам. Чтобы вообще не включался внутренний диод.
Замедлять включение по энергетике не так выгодно, по моему. В смысле, больше рассеяние тепла будет.
Лучше и то и другое - и диоды побыстрее, и замедлить, но не так сильно...
А какие транзисторы-то кстати?

Попробуйте с дросселями поиграться, с насыщаемыми например.
Может что-то придумается... Но это уже будет нестандартное решение и не обязательно простое...
Но круто зато, если получится их туда пристроить...
Тут только могу для хода рассуждений немного помочь - проблема с ними в том, что надо перемагничивать успевать за время минимальной длительности рабочего импульса. А бонус в том, что энергии насыщаемый дроссель копит очень мало и ее можно сбросить даже в RC клампер, хотя бы и десятки ампер пропускал... Второй бонус - можно перемагничивать через дополнительную обмотку - это уже МУ он же MAGamp(отдельной логикой с гальванической развязкой), лишь бы витков в ней не было слишком много (емкость пересчитывается в основную обмотку в квадрате и мешает потом).

Прекрасным решением было бы перемагничивание при помощи постоянного магнита например - но магнитная цепь у НД без зазора, так что непонятно как туда магнит встроить...

[Herz]

orthodox, мне кажется что в таком инверторе работающем на индуктивную нагрузку основной режим включения транзисторов это hard, т.к. эта схема типичный частотный привод (только однофазный) и транзистор открывается на неуспевший закрыться встроенный(боди) диод противоположного транзистора по определению.

Интересно, а "мёртвого" времени между включениями транзисторов для спада тока через боди-диоды недостаточно?

Ну, как минимум использовать быстрые диоды вместо встроенных... Даже в низковольтных ключах , где время восстановления бывает 30-50 нан, и то есть смысл шунтировать шоттками в таких случаях...

Так тогда нужно ведь такие диоды ещё и последовательно с ключами ставить? Иначе быстрые внешние диоды быстро закроются, а внутренние-то всё равно...

[Guest_orthodox_*]

Интересно, а "мёртвого" времени между включениями транзисторов для спада тока через боди-диоды недостаточно?

В этой структуре практичеки никогда.

Так тогда нужно ведь такие диоды ещё и последовательно с ключами ставить?

Да, инверсно(встречно встроенному). Можно и нужно - шоттки низковольтные , минимизация рассеяния в статике.
Ну и еще от выбросов обратки их защитить чем-то маломощным...

[sna]

Когда к открытому диоду прикладывают запирающее напряжение, ток рассасывания необходимо ограничить по амплитуде (иначе КЗ) и по скорости нарастания.

А можно по подробнее, то есть как ограничить по амплитуде, снабберами?

Предельное значение скорости запирающего тока обычно указывается в data sheets, типовое значение 100A/uS, но лучше 80A/uS. У крутых диодов это 200A/uS.

Подскажите, пожалуйста где смотреть в документации, какой график или...?

В-третьих, КЗ по питанию приводит к большой накачке током паразитных индуктивностей с последующими выбросами напряжения и ужасным звоном,
что особенно требует установки блокирующих конденсаторов по питанию непосредственно возле ключей и с короткими связями.

Этот звон начинается в дросселе при подаче больших нагрузок, а я грешил на насышение в дросселе.

Еще в дросселе греется провод приличного сечения, уже при токе 5А в постоянке провод сечением около 2мм^2 разогревается до 50гр.цел. при этом железо дросселя не греется - почему?

Исходя из этого, скорость включения надо уменьшать. Это неизбежно приведёт к дополнительным потерям на включение, но уменьшит риск отказа по dI/dT. Обычно выключать можно быстро, но есть ещё параметр dU/dT для этого диода. Посмотрите data sheets, Absolute Maximum Ratings. Обычно между ключом и диодом включают небольшой дроссель
для ограничения скорости тока. После запирания диода этот дроссель рекуперирует "отсосанный" заряд в источник или просто в резистор (зависит от величины заряда).

Увеличить сопротивление резисторов на затворах для открытия? Параметры транзистора гляну.

В прикреплённом файле физика отказов, правда там расписано для ZVS, но суть та же. ZVS перестал быть - получи проблему, частоту увеличил - приблизился к hard - получи проблему.

А можно тут по проще и понятнее?
Спасибо!

[sna]

Вот pdf на ключи  irfp90n20d.pdf ( 93.61 килобайт ) Кол-во скачиваний: 652


Вообщем получается на первый взгляд проблема в включении транзистора на открытый диод, буду думать.

[Guest_orthodox_*]

Вот pdf на ключи  irfp90n20d.pdf ( 93.61 килобайт ) Кол-во скачиваний: 652


Вообщем получается на первый взгляд проблема в включении транзистора на открытый диод, буду думать.

Ну, можно переработать схему как два встречных понижающих однотактника на общую емкость...
Да для них кстати есть решение с мягким рассасыванием заряда в диоде...

Но если на двутактном эту проблему сможете чисто решить - это практически нобелевка шутка...

[jackBU]

Выбросы напряжения "убивают" транзисторы, поэтому и при меньшем затворном сопротивлении сгорают при меньшем токе. Может конструкция?
Надо смотреть осциллограммы, или защищать.

[sna]

Ну, можно переработать схему как два встречных понижающих однотактника на общую емкость...
Да для них кстати есть решение с мягким рассасыванием заряда в диоде...

Но если на двутактном эту проблему сможете чисто решить - это практически нобелевка шутка...

На пальцах, так как рисовать это время, можете объяснить как два встречных однотактника на общую емкость?
А если поставить два токовых монитора (см. Рис.), то есть на ферритовых кольцах (или из распыл. мет.) сделать датчики тока, которые будут логике указывать на величину тока в диоде и соответственно блокировать включение транзистора пока не спадет ток до безопасного? Регулировать глубину сигнала при помощи нагрузочного резистора, а кол-во витков взависимости от силы тока просчитать. Ведь обратный ток через диод будет течь до тех пор пока не разгрузится индуктивность, а значит ждать полного исчезновения тока безсмысленно, поэтому привязать разрешение включения транзистора к безопасной величине. Стоит этот вариант развивать?

В принципе думаю что оного кольца хватит, просто контроллировать направление и силу тока перед включением транзистора.
Забыл ранее написать что датчик тока стоит между дросселем и конденсатором, в принципе на компараторах защита есть, но медленная из-за тормознутого датчика. Перед убийством транзисторов я эту защиту загрубил чтобы не свистела.
Жду коментариев.
С ув. Сергей

Выбросы напряжения "убивают" транзисторы, поэтому и при меньшем затворном сопротивлении сгорают при меньшем токе. Может конструкция?
Надо смотреть осциллограммы, или защищать.

Осцилограммы - это проблема, нет цифрового осциллографа. На высоких скоростях с частотой 16кГц и изменяющая ШИМ по синусоидальному алгоритму - ничего не засинхронизировать, только мог уровни рассмотреть на затворах и в цепи питания инвертора - все ОК. Но под нагрузкой даже лезть туда не хочется. Лишнее прикосновение шупом к затвору на больших токах - это ...
Если все таки грешить на монтаж из-за которого выбросы - это решается, хотя монтаж силовой части довольно ровный и короткий. Получается с Ваших слов о затворном сопротивлении следует, что если я увеличу сопротивление затворного резистора уменьшу риск лавинного пробоя на более высоких токах? Если так, тогда это совпадает с испытаниями инвертора на 10Ом-ых резисторах - тогда ключи вылетали раньше и на меньших нагрузках, после установил 18Ом и смог раскачать до 2,5кВт безболезненно, что ж все таки увеличить еще сопротивления?
Кстати, оставшиеся живые два транзистора лучше убрать и поставить новые? Заказал 8 шт. завтра приедут.
С ув. Сергей

[frz]

Осцилограммы - это проблема, нет цифрового осциллографа. На высоких скоростях с частотой 16кГц и изменяющая ШИМ по синусоидальному алгоритму - ничего не засинхронизировать, только мог уровни рассмотреть на затворах и в цепи питания инвертора - все ОК. Но под нагрузкой даже лезть туда не хочется. Лишнее прикосновение шупом к затвору на больших токах - это ...
Если все таки грешить на монтаж из-за которого выбросы - это решается, хотя монтаж силовой части довольно ровный и короткий. Получается с Ваших слов о затворном сопротивлении следует, что если я увеличу сопротивление затворного резистора уменьшу риск лавинного пробоя на более высоких токах? Если так, тогда это совпадает с испытаниями инвертора на 10Ом-ых резисторах - тогда ключи вылетали раньше и на меньших нагрузках, после установил 18Ом и смог раскачать до 2,5кВт безболезненно, что ж все таки увеличить еще сопротивления?
Кстати, оставшиеся живые два транзистора лучше убрать и поставить новые? Заказал 8 шт. завтра приедут.
С ув. Сергей

Это интересное наблюдение - вполне может выбросы по питанию из-за крутых фронтов, либо наводки на управляющую часть, опять-же из-за крутых фронтов. Но это только одно предположение из десятков возможных вариантов.
Попробуйте ещё увеличить - и выйти на бОльшую мощность, правда цена эксперимента - пара мертвых транзисторов

Сообщение отредактировал frz - Sep 17 2009, 14:37

[jackBU]

Мне кажется надо конструкцию оптимизировать. Конденсаторы по шине постоянного тока и минимальные концы последовательно с транзисторами. Также защиту на транзисторы, хоть RC-цепи что-ли. Трансформаторы тока в таком вкючении будут подмагничиваться или насыщаться.

[Guest_orthodox_*]

На пальцах, так как рисовать это время, можете объяснить как два встречных однотактника на общую емкость?

Ну, как...Один от + питания обычный степдаун , один от минуса питания...Дроссели на выходе обьединить...
Один будет отрабатывать положительные токи, другой - отрицательные. Одновременно им работать никогда не надо. Обратная связь разберется какой когда включать... Это очень похоже на двутактный выходной каскад унч, так что пояснения по ОС не особо нужны, я думаю. Есть варианты с местными ОС в каждом плече, но ту книгу Кибакина в инет еще никто не выложил, известна только
бумажная библиотека где она лежит... Да впрочем необязательно оно здесь...

А если поставить два токовых монитора (см. Рис.), то есть на ферритовых кольцах (или из распыл. мет.) сделать датчики тока, которые будут логике указывать на величину тока в диоде и соответственно блокировать включение транзистора пока не спадет ток до безопасного?

Ну. Нормально , можно и так - на прерывистом токе работать. Очень может неплохо выйти. Но и работы много. Дроссель много меньше будет и с устойчивостью работы побольше наверное. Не продумывал такое, но очень интересно.
Из глобальных проблем - только треугольный ток в транзисторах, то есть увеличенные потери в статике...
Действительно занятно...
Если еще рассчитывать перед каждым включеним транзистора потребную на период энергию...поскольку известно наряжение на выходной емкости к началу периода, известно необходимое к концу периода и потребляемый ток выходной тоже известен - ОС останется немного работы...Или она там будет не нужна...

Ну и конечно, необходимо уже не просто ШИМ делать, а включать только необходимое плечо. Не молотить туда-сюда, а подбрасывать импульсами в нужную сторону точно рассчитанные порции энергии...


Не исключено, что эта Ваша идея просто гениальна. В этих структурах я подобного не встречал. Респект, тёзка...
С уважением. Сергей

[sna]

Мне кажется надо конструкцию оптимизировать. Конденсаторы по шине постоянного тока и минимальные концы последовательно с транзисторами. Также защиту на транзисторы, хоть RC-цепи что-ли. Трансформаторы тока в таком вкючении будут подмагничиваться или насыщаться.

Монтаж изменю и все сближу, все равно буду транзисторы менять и ставить еще поодному параллельно, но никто так и не прокоментировал что из этого получиться . Каким макаром защиту транзисторов на RC-цепях? Трансф. тока на ферритах наверно будут уходить в насыщение - тут Вы правы, так как основная несущая 50Гц. У меня есть небольшое кольцо намотанное лентой из ЭТС 0,08мм материал пермолой, попробую намотать датчик тока на нем.
С ув. Сергей

[Guest_orthodox_*]

Монтаж изменю и все сближу, все равно буду транзисторы менять и ставить еще поодному параллельно, но никто так и не прокоментировал что из этого получиться . Каким макаром защиту транзисторов на RC-цепях? Трансф. тока на ферритах наверно будут уходить в насыщение - тут Вы правы, так как основная несущая 50Гц. У меня есть небольшое кольцо намотанное лентой из ЭТС 0,08мм материал пермолой, попробую намотать датчик тока на нем.
С ув. Сергей

Может и не нужно датчиков тока.
Сама Ваша идея прерывистого тока решает все проблемы в общем-то.
Можно на дроссель кинуть еще небольшую обмоточку и смотреть когда на ней напряжение начнет меняться - это есть окончание тока.
Ловить переход через ноль, к примеру. И подхватывать с задержкой - включение почти при нуле напряжения и нуле тока.

Короче, даташит на TDA4605...Там все есть.

Всё супер, кроме непрямоугольной формы тока... Однако, не так уж сложно добавить транзисторов я думаю... Зато в динамике потери минимальные.

PS Ну это кагбы перспективная разработка, а Вы хотели просто схему запустить срочно.
Так Вы поставьте последовательно с транзисторами мощные шоттки низковольтные навстречу встроенному диоду, зашунтировав их от обратного напряжения маломощными диодами ампера на три , а параллельно ко всей этой петрушке заменитель бывшего встроенного диода - хороший быстрый. Лучше шоттки, если найдете на 150V. И все заработает и так.

[sna]

Ну, как...Один от + питания обычный степдаун , один от минуса питания...Дроссели на выходе обьединить...
Один будет отрабатывать положительные токи, другой - отрицательные. Одновременно им работать никогда не надо. Обратная связь разберется какой когда включать...

С этим все понял! Но этот вариант я давно откинул, он мне не понравился, вроде как подходит к маломощным приложениям, или у меня руки не правильно заточены.

Ну. Нормально , можно и так - на прерывистом токе работать. Очень может неплохо выйти. Но и работы много. Дроссель много меньше будет и с устойчивостью работы побольше наверное. Не продумывал такое, но очень интересно.

Работы в моем случае - это только намотать трансформатор тока и подключить к готовой на плате схеме токоограничителя на компараторах, единственное правильно сопряжение сделать, то есть так чтобы компаратор не сходил с ума от высокочастотных импульсов, да и при этом сохранить быстродействие защиты. А вот с дросселем так и не понял, Вы наверно имеете ввиду поставить дополнительные дросселя в каких местах?

Из глобальных проблем - только треугольный ток в транзисторах, то есть увеличенные потери в статике...

Что это такое прямоугольный ток? За счет принудительного плавного запирания диода транзистором, то б иж ток спал до ?А и транзистор открылся и запер своим более сильным током диод? А потери в статике - что имеется в виду?

Не исключено, что эта Ваша идея просто гениальна. В этих структурах я подобного не встречал. Респект, тёзка...
С уважением. Сергей

Сергей, спасибо за сей респект, но не пойму какая именно идея, с датчиком тока что ли?

Я уже проектирую схемку для такой защиты и прикидываю кол-во витков для ТТ.
С ув. Сергей

Может и не нужно датчиков тока.
Сама Ваша идея прерывистого тока решает все проблемы в общем-то.
Можно на дроссель кинуть еще небольшую обмоточку и смотреть когда на ней напряжение начнет меняться - это есть окончание тока.
Ловить переход через ноль, к примеру. И подхватывать с задержкой - включение почти при нуле напряжения и нуле тока.

С дросселем конечно тоже можно, но даст ли он нужные высокочастотные импульсы, при чем линейной зависимости может не быть из-за изменения нагрузки, напряжения питания или... Все таки думаю что датчик тока будет линейнее и точнее, и его одного хватит, например поставить перед дросселем - можно контроллировать не только обратный ток надиодах, но и ток дросселя в накачке другим компаратором.

PS Ну это кагбы перспективная разработка, а Вы хотели просто схему запустить срочно.
Так Вы поставьте последовательно с транзисторами мощные шоттки низковольтные навстречу встроенному диоду, зашунтировав их от обратного напряжения маломощными диодами ампера на три , а параллельно ко всей этой петрушке заменитель бывшего встроенного диода - хороший быстрый. Лучше шоттки, если найдете на 150V. И все заработает и так.

Действительно это надо было запустить еще вчеееера. Но этот фокус я все равно на выходных попробую. А вот с диодами шотки проблемы, у меня их нет, а заказывать - это время да и пока не подобрал. Сидел сегодня в IRF и как раз смотрел на 150...200В диоды, но пока ничего не нашел и похоже прийдется в будущем ставить диоды HEXFRED, например сейчас у меня есть HFA30PB120 - это ультробыстрые диоды 30А 1200В  hfa30pb120.pdf ( 200.21 килобайт ) Кол-во скачиваний: 194
. Надо самые низковольтные и током больше выбрать, пока обнаружил на 400В вот  hfa120md40c.pdf ( 298.93 килобайт ) Кол-во скачиваний: 175
, наверно очень дорогие.
Я ошибся, это два диода в одном корпусе, нашел вот  hfa90nh40r.pdf ( 322.87 килобайт ) Кол-во скачиваний: 216

С ув. Сергей

Сообщение отредактировал sna - Sep 17 2009, 16:33

[Guest_orthodox_*]

С этим все понял! Но этот вариант я давно откинул, он мне не понравился, вроде как подходит к маломощным приложениям, или у меня руки не правильно заточены.

Не, это как раз для мощных...Ну если нет - то и не обязательно.

Про последовательный шоттки я говорил оттого, чтобы потери в статике уменьшить - нам нужно только немного более напряжение открывания чем основного диода.

Если бы параллельный диод был шоттки на 150V - то последовательный все равно бы был нужен, потому что у высоковольтных шоттки слишком большое падение напряжения. Но работа улучшилась бы и без последовательного - все же меньше тока бросалось бы в встроенный диод.

Если в доме вообще нету шоттки - даже низковольтных - то все на быстрых можно сделать, просто нагрев выше.

По поводу контроля тока - ничего не выйдет со старым дросселем. Не так быстро в нем спадает ток.
И опускать ток до безопасного нет смысла - лучше тогда до нуля, по времени небольшая разница.
И естественно, для этого нужен меньший рабочий дроссель, накапливающий за полпериода всю энергию.
Но как говорил я уже - это новая работа, с неизвестным результатом - так что заморачиваться не стоит..


PS не берите многопереходные диоды...прямое падение при 1A д.б. около 0,6V ...

А последний hfa90nh40r.pdf у Вас слишком медленный... Вам бы 30нс хотя бы...

[ZVA]

Сама Ваша идея прерывистого тока решает все проблемы в общем-то.
Можно на дроссель кинуть еще небольшую обмоточку и смотреть когда на ней напряжение начнет меняться - это есть окончание тока.
Ловить переход через ноль, к примеру. И подхватывать с задержкой - включение почти при нуле напряжения и нуле тока.
Всё супер, кроме непрямоугольной формы тока... Однако, не так уж сложно добавить транзисторов я думаю... Зато в динамике потери минимальные.

orthodox, ну Вас занесло . Какие прерывистые токи? Шел бы разговор о DC-DC я бы еще понял. Для нашего случая в нагрузке(индуктивной) непрерывно течет ток 10 милисекунд в одном направлении и 10 в другом. на частоте шим 16кГц можно его вообще принять неизменным в течении периода 62,5 мксек(условно).

Так Вы поставьте последовательно с транзисторами мощные шоттки низковольтные навстречу встроенному диоду, зашунтировав их от обратного напряжения маломощными диодами ампера на три , а параллельно ко всей этой петрушке заменитель бывшего встроенного диода - хороший быстрый. Лучше шоттки, если найдете на 150V. И все заработает и так.

И это правильно!! Как информация к размышлению для sna: смотри конец 6 и начало 7 страничек в документе от IR http://valvolodin.narod.ru/articles/Ir/An/an-966.pdf . Как раз твой случай.

[sna]

Про последовательный шоттки я говорил оттого, чтобы потери в статике уменьшить...
Если бы параллельный диод был шоттки на 150V - то последовательный все равно бы был нужен, потому что у высоковольтных шоттки слишком большое падение напряжения. Но работа улучшилась бы и без последовательного - все же меньше тока бросалось бы в встроенный диод.
По поводу контроля тока - ничего не выйдет со старым дросселем. Не так ...

Спасибо за рекомендации . Диодов нет, а значит незнаю что и делать. Вроде бы как внутренний диод на транзисторе с неплохими характеристиками.

Для нашего случая в нагрузке(индуктивной) непрерывно течет ток 10 милисекунд в одном направлении и 10 в другом. на частоте шим 16кГц можно его вообще принять неизменным в течении периода 62,5 мксек(условно)

Я тоже так думаю, поэтому ждать полного отсутствия тока за 62,5мкС безполезно, индуктивность будет гораздо дольше возвращать энергию.

Как информация к размышлению для sna: смотри конец 6 и начало 7 страничек в документе от IR

Большое спасибо за ценную инфу! Есть над чем поразмыслить, а пока поставлю в параллель еще мост, вот только пока незнаю полностью запараллелить или все же развязать дросселями?
Может кто подскажет как лучше будет. Почему дросселями по 1мГн, потому что знаю что при 2мГн дросселя давал инвертор 2кВт и не боялся перегрузов просто падало напряжение на выходе но он не звенел так как ограничивался ток, последний раз я уменьшил индуктивность в два раза и получил ...
С ув. Сергей

[Прохожий]

Спасибо за рекомендации . Диодов нет, а значит незнаю что и делать. Вроде бы как внутренний диод на транзисторе с неплохими характеристиками.

А раз нет диодов, то может быть стоит подумать и о конкретных IGBT?

[Guest_orthodox_*]

orthodox, ну Вас занесло . Какие прерывистые токи? Шел бы разговор о DC-DC я бы еще понял. Для нашего случая в нагрузке(индуктивной) непрерывно течет ток 10 милисекунд в одном направлении и 10 в другом. на частоте шим 16кГц можно его вообще принять неизменным в течении периода 62,5 мксек(условно).

Ну, едва ли меня занесло...
В рабочем дросселе ток может быть прерывистым, вкачивая импульсами порции заряда в накопительную емкость...

Я не стану иронизировать и приводить в пример какой-нибудь флай , который на выходе вообще постоянный ток обеспечивает, тем не менее работает в прерывистом режиме...

Спасибо за рекомендации . Диодов нет, а значит незнаю что и делать. Вроде бы как внутренний диод на транзисторе с неплохими характеристиками.

200-300 нс - не хорошо для лобового решения...
При таком времени восстановления годятся только решения с спадающим током на момент включения...
Ну или решения типа задержки нарастания тока...

А раз нет диодов, то может быть стоит подумать и о конкретных IGBT?

Ага, хороший.
По крайней мере боди диод у него вдвое быстрее...
Но падение на нем в два раза больше при 40 А

Быстреют IGBT все время...Скоро решусь начать применять их...

[Прохожий]

Быстреют IGBT все время...Скоро решусь начать применять их...

А я уже.
А если переходить на IGBT, то топикстартеру надо поднять напряжение батареи втрое.
И все будет ОК. Ток упадет.

[Guest_orthodox_*]

А я уже.

Да у меня лежат образцы упомянутых...
Как решу с динамическими потерями - чего-то соберу...
Не люблю hard режимы...

А если переходить на IGBT, то топикстартеру надо поднять напряжение батареи втрое.

Это уже на большую мощность...
А можно и понизить - спараллелить аккумуляторы для удобства работы...
Тогда и с мосфетами как-то попроще... А то шоттки не втыкнуть если захочется...

[Прохожий]

Да у меня лежат образцы упомянутых...
Как решу с динамическими потерями - чего-то соберу...
Не люблю hard режимы...

Я как-то прикидывал это дело. Получается, что овчина выделки не стоит.
При резонансе снижаются динамические потери, но возрастают статические из-за непрямоугольности импульсов.
Получается замена шила на мыло, только при возросшем расходе полезных материалов.

Это уже на большую мощность...
А можно и понизить - спараллелить аккумуляторы для удобства работы...
Тогда и с мосфетами как-то попроще... А то шоттки не втыкнуть если захочется...

С мосфетами - перерасход материалов для классических мостовых и полумостовых схем.
Правда, в схемах с косым полумостом и при синхронном управлении трансом в остальных приложениях,
когда встроенные диоды практически не работают - несколько иной компот...

[Guest_orthodox_*]

Я как-то прикидывал это дело. Получается, что овчина выделки не стоит.
При резонансе снижаются динамические потери, но возрастают статические из-за непрямоугольности импульсов.
Получается замена шила на мыло, только при возросшем расходе полезных материалов.

По-разному можно же... Резонанс необязателен и не везде годится.
Кроме того, как раз IGBT вроде как непрямоугольность тока - не мешает, как диодам...

С мосфетами - перерасход материалов для классических мостовых и полумостовых схем.
Правда, в схемах с косым полумостом и при синхронном управлении трансом в остальных приложениях,
когда встроенные диоды практически не работают - несколько иной компот...

Я сижу пока на низких вольтах и больших токах... Мне мосфеты лучше...
В статике особого экономического выигрыша до 400 V питания не увидел для себя.
А дубовость их предполагаемая не сильно увлекает - защищать надо как бы, а не рассчитывать на дубовость...

[sna]

А раз нет диодов, то может быть стоит подумать и о конкретных IGBT?

В принципе до этого детища я собирал изолированный от сети трехфазный инвертор (21кВт по 7 на фазу, фазы независымы друг от друга, типа стабилизатора с собственной нейтралью) на IGBT (IRGPS60B120KD), а на полевиках это первое мощное. IGBT работают по мягче токов КЗ не так боются, но греются по круче КПД не ахти, а полевики холодные КПД 0,95. Хотел сразу на IGBT но не нашел низковольтных. Сейчас у меня лежат правда 2шт. IRGP35B60PD и 6шт. IRGP30B120KD - слишком высоковольтные и ток под пределом будут кипятком стоять.
Была сразу задумка сделать DC/DC (+96В/+-375В) и дальше полумост на IRGP30B120KD или несколько в параллель полумостов и через фильтр нижних частот (LC).
Вообщем прийдется єтот уже добивать.

[ZVA]

Ну, едва ли меня занесло...
В рабочем дросселе ток может быть прерывистым, вкачивая импульсами порции заряда в накопительную емкость...

Я не стану иронизировать и приводить в пример какой-нибудь флай , который на выходе вообще постоянный ток обеспечивает, тем не менее работает в прерывистом режиме...

orthodox, каюсь. Может я я поспешил с выводами. Мешает зашореность частотным приводом. Там фильтров во многих случаях вообще нет, а ток в двигателях чистенькая синусоида (напряжение на выходе естественно прямоугольное). Но то о чем вы говорите подразумевает активную нагрузку на выходе емкостного фильтра. Не спорю сформировать синусоиду в этом случае можно. Но индуктивная нагрузка и сдвиг тока относительно напряжения....? нужно думать... тема интересная... .

[Guest_orthodox_*]

orthodox, каюсь. Может я я поспешил с выводами. Мешает зашореность частотным приводом. Там фильтров во многих случаях вообще нет, а ток в двигателях чистенькая синусоида (напряжение на выходе естественно прямоугольное). Но то о чем вы говорите подразумевает активную нагрузку на выходе емкостного фильтра. Не спорю сформировать синусоиду в этом случае можно. Но индуктивная нагрузка и сдвиг тока относительно напряжения....? нужно думать... тема интересная... .

Здесь получается, что при таком разделении реактивности самой нагрузки вообще "дробятся на куски" и не важны почти.
То есть непосредственно в процесс нарезания синуса не лезут как бы...

Начал продумывать параллельно с тем что раньше делал на эту тему, совместимо вроде...

[Herz]

Так Вы поставьте последовательно с транзисторами мощные шоттки низковольтные навстречу встроенному диоду, зашунтировав их от обратного напряжения маломощными диодами ампера на три , а параллельно ко всей этой петрушке заменитель бывшего встроенного диода - хороший быстрый. Лучше шоттки, если найдете на 150V. И все заработает и так.

И получим то, с чем боролись. Не надо низковольтные ничем шунтировать, а надо найти на необходимое напряжение.

[Guest_orthodox_*]

И получим то, с чем боролись. Не надо низковольтные ничем шунтировать, а надо найти на необходимое напряжение.

Нет. У низковольтных шоттки падение меньше, и шоттки ставятся даже не для скорости, а для низкого падения.
Открываться будет быстрый параллельный диод.
Но при закрывании мало ли какие выбросы - оттого и защитный параллельный маломощный к последовательному шоттки, на всякий случай...

Я не навскидку советовал, а кагбы в теме...

Нарисовать?

[Herz]

Нет. У низковольтных шоттки падение меньше, и шоттки ставятся даже не для скорости, а для низкого падения.
Открываться будет быстрый параллельный диод.
Но при закрывании мало ли какие выбросы - оттого и защитный параллельный маломощный к последовательному шоттки, на всякий случай...

Я не навскидку советовал, а кагбы в теме...

Нарисовать?

Нарисовайте... Хотя, и так вроде ясно... Хотите сказать, что боди-диод не будет открываться вообще?

[Guest_orthodox_*]

Нарисовайте... Хотя, и так вроде ясно... Хотите сказать, что боди-диод не будет открываться вообще?

Ага...к нему шоттки окажется встречно...Не то чтобы старались - просто так вышло...

Вообще-то шоттки либо открыт, либо закрыт напряжением порядка 1 вольта - но поскольку токи в схеме приличные , то ради приличия и по причине паранойи насчет игольчатых выбросов обратно-параллельно ему ставим еще маломощный..Ну, не обязательно, конечно.[attachment=36383:______1.jpg]

Здесь D1 - боди диод
D2 - низковольтный шоттки
D3 - маломощный высоковольтный диод на случай паранойи
D4 - быстрый диод взамен медленного боди диода для приема реактивного тока.

[sna]

Здесь получается, что при таком разделении реактивности самой нагрузки вообще "дробятся на куски" и не важны почти.
То есть непосредственно в процесс нарезания синуса не лезут как бы...

Начал продумывать параллельно с тем что раньше делал на эту тему, совместимо вроде...

А мне по душе пока нарезания синуса по методе частотника, во-первых простота схемы, без заморочек получается чистый синус при чем даже под индуктивной нагрузкой. Пробовал очень давно нарезать синус при помощи DC конвертера с задающим сигналом синуса для обратной связи регулировки амплитуды напряжения, добиося кВт но с такой ужасной синусоидой, то есть вся была в пульсациях по контуру, да и сам преобразователь шуршал, хотя частоты за 20кГц были. Вообщем не получилось.
Ребята, все таки кто подскажет как мне лучше запараллелить полевики, с IGBT понятно, а вот полевики не знаю. Или их запараллелить полностью, или:
1. Запараллелить как есть кроме затворов, а затворы развести резисторами.
2. Собрать рядом второй мост, то есть получиься два моста управляющих от одних драйверов разнесенных резисторами, для каждого моста дроссель, эти дросселя соединяются в одну цепь на кондер фильтра. Индуктивность каждого дросселя настроить до нужного ограничения по току.
Что можно ожидать в первом и втором вариантах. Большая просьба прокоментируйте, завтра буду собирать в кучу а метаюсь не зная как лучше сделать. Сейчас накидаю варианты на рисунке, тут показан вариант 2, в нем в дополнение нарисовал сверху один дроссель с двумя обмотками - может на одном сердечнике собрать?

Жду с нетерпением рекомендаций!
С ув. Сергей

Сообщение отредактировал sna - Sep 18 2009, 13:22

[Herz]

Кстати, хотел спросить заодно. Скажем, для формирования синуса ШИМом используем N периодов модулирующей частоты на период (или на полпериода, неважно) формируемой. Длительность импульса варьируется с определённой дискретностью, определяемой разрешающей способностью ШИМа. Допустим, минимальная длительность такого импульса и есть шаг квантования. Итого, имеем К возможных значений длительности. Значениями N и К будет определяться необходимая тактовая частота для формирования ШИМа, которая всегда небесконечна. Вопрос: каков оптимальный компромисс между величинами N и К с точки зрения лучшего приближения к синусоиде? Как их выбирают?

[Guest_orthodox_*]

Кстати, хотел спросить заодно. Скажем, для формирования синуса ШИМом используем N периодов модулирующей частоты на период (или на полпериода, неважно) формируемой. Длительность импульса варьируется с определённой дискретностью, определяемой разрешающей способностью ШИМа. Допустим, минимальная длительность такого импульса и есть шаг квантования. Итого, имеем К возможных значений длительности. Значениями N и К будет определяться необходимая тактовая частота для формирования ШИМа, которая всегда небесконечна. Вопрос: каков оптимальный компромисс между величинами N и К с точки зрения лучшего приближения к синусоиде? Как их выбирают?

Сумасшедший простор для творчества...
Тактовая от 5 кгц до 100 кгц , сответственно и качество синуса...
Приличная часть гармоник и тактовой обычно фильтруется выходным фильтром, чаще всего двух ступенчатым ...

Ребята, все таки кто подскажет как мне лучше запараллелить полевики, с IGBT понятно, а вот полевики не знаю. Или их запараллелить полностью, или:
1. Запараллелить как есть кроме затворов, а затворы развести резисторами.
2. Собрать рядом второй мост, то есть получиься два моста управляющих от одних драйверов разнесенных резисторами, для каждого моста дроссель, эти дросселя соединяются в одну цепь на кондер фильтра. Индуктивность каждого дросселя настроить до нужного ограничения по току.

Первый вариант - п 1.

[sna]

Исправил ошибку в схеме, дроссель включается к нижним ключам, чтобы верхние ключи привязывать к одному драйверу по два, то есть к общему истоку.

Кстати, хотел спросить заодно. Скажем, для формирования синуса ШИМом используем N периодов модулирующей частоты на период (или на полпериода, неважно) формируемой. Длительность импульса варьируется с определённой дискретностью, определяемой разрешающей способностью ШИМа. Допустим, минимальная длительность такого импульса и есть шаг квантования. Итого, имеем К возможных значений длительности. Значениями N и К будет определяться необходимая тактовая частота для формирования ШИМа, которая всегда небесконечна. Вопрос: каков оптимальный компромисс между величинами N и К с точки зрения лучшего приближения к синусоиде? Как их выбирают?

В моем случае частота ШИМ 16кГц, максимальный импульс получается 62,5мкС, но по сути при максимальном регулировании импульс не более 60мкС, но буду еще увеличивать чтобы увеличить время для обратного хода. Количество участков квантования за период 320, что дает очень чистую линию синуса. Длительность на каждый шаг квантования задается по синусоидальному закону и никак не связана с обратной связью, содной стороны имеем недостатки: при включении нагрузки появляется впадина, которая исчезает буквально через пару шагов квантования, с другой стороны преимущества явные в четком формировании самой состовляющей синуса и отсутствие пульсаций так как нет жесткой мгновенной обратной связи. Чем выше частота тем ниже К, а значит ниже глубина регулировки по амплитуде, зато плотность заполнения выше так как выше N и меньше фильтр нижних частот. Дискретность по длительности в моем случае получилась 0,125мкС, то есть возможность 500 выбора длительности.
Думаю что оптимал N и К надо искать для каждого приложения свой, который будет зависить от необходимых электр. характ.: мощность, глубина стабилизации, динамика стабилизации, схемное решение и .т.д... У меня четко 220В, динамика стабилизации выходного напряжения в пределах нормы для бытовых приборов.
Ребята, подскажите как мне лучше запараллелить.
С ув. Сергей

Сообщение отредактировал sna - Sep 18 2009, 14:01

[Herz]

Сумасшедший простор для творчества...
Тактовая от 5 кгц до 100 кгц , сответственно и качество синуса...
Приличная часть гармоник и тактовой обычно фильтруется выходным фильтром, чаще всего двух ступенчатым ...

Да нет, я понимаю, но как правильно? К примеру, тактовая ограничена и повышать её некуда. Можно побольше импульсов на период, но с "грубой" дискретностью, а можно поменьше, но зато более "точных". Есть же оптимум?

[sna]

Первый вариант - п 1.

ОК, Сергей спасибо! Теперь дальше вопросы, если Вы позволите.
1. Не случится ли так что один полевик первым возмет на себя ток и ..., или боди диод который последним закрываться будет? Как при параллельном соединении себя ведут полевики?
2. Почему вариант 2 не подходит? Я уже получил 2,5кВт одним мостом и при 2мГн схема работала устойчива, думал каждый мост так сделать чтобы ограничить индукивностью токи, а при соединении умножить в двое. Или во втором варианте спрятана бомба?
С ув. Сергей

[Guest_orthodox_*]

2. Почему вариант 2 не подходит? Я уже получил 2,5кВт одним мостом и при 2мГн схема работала устойчива, думал каждый мост так сделать чтобы ограничить индукивностью токи, а при соединении умножить в двое. Или во втором варианте спрятана бомба?
С ув. Сергей

Да нет, просто сложнее...

PS Не грузите реактивные токи в боди диоды...Не надо..

[sna]

Да нет, просто сложнее...

PS Не грузите реактивные токи в боди диоды...Не надо..

А ответы на вопросы по первому варианту, если не сложно?
Чем сложнее, в наладке, в дросселе (думаю одного хватит) или...?
Всмысле, не понял: "Не грузите реактивные токи в боди диоды...Не надо.." - объясните, пожалуйста, как?

[Guest_orthodox_*]

А ответы на вопросы по первому варианту, если не сложно?

Да просто всегда проще навешать баян из транзисторов, чм что-то другое.
Я не говорил, что второй вариант нерабочий - почему нет?
Я тоже параллелю блоки, если под рукой тольок 50 амперные, а заказ на 100 А...

Всмысле, не понял: "Не грузите реактивные токи в боди диоды...Не надо.." - объясните, пожалуйста, как?

Так обсуждали же выше, что они медленные у Вас в транзисторах.. схемка для простейшего отвязывания выше...

[wim]

Да нет, я понимаю, но как правильно? К примеру, тактовая ограничена и повышать её некуда. Можно побольше импульсов на период, но с "грубой" дискретностью, а можно поменьше, но зато более "точных". Есть же оптимум?

Критерии оптимизации могут быть разные - меньше гармоник или, например, меньше потерь.
Steplocked Magic Sinewaves

[sna]

Да просто всегда проще навешать баян из транзисторов...

Так обсуждали же выше, что они медленные у Вас в транзисторах.. схемка для простейшего отвязывания выше...

Спасибо большое за ответы!
Я догадывался, но надо было переспросить. Мне ничего не остается как оставить мост без изменений до лучших времен, то есть когда подберу диоды и их приобрету.
С другой стороны я тут прикинул для себя успокоительное:
1. Чтобы купить диоды надо заплатить сумму не меньше чем за транзисторы которые мне обошлись по 40грн., я сомневаюсь что шотки на такой вольтаж будут дешевле плюс дополнительные диоды.
2. При параллельном соединении поднимаем силу в два раза, при этом увеличиваем мощность корпуса за счет двух, уменьшаем сопротивления каналов хорошо, что драйвера с большим запасом.
3. Если ставим последовательно диод добовляем потери, усложняем лишними последовательными связями силовой монтаж, а в итоге получаем возможность избежать сквозных токов транз.-диод ну ни больше чем в два раза и при этом транзистор раскачиваем большим током и получаем увеличенные потери.
Сейчас КПД инвертора 0,95 при 1кВт - думаю что не плохо, добавив транзисторы потери в ключах на этой мощности уменьшаться ну пусть 1.5раза.
Чтобы избежать больших реактивных токах в боди я ограничу ток увеличив индуктивность дросселя, а чтобы сквозные токи уменьшить увеличу сопротивление резистора затвора, то есть немного смягчу его открытие и он помягче закроет боди диод - если конечно я правильно мыслю.
Большое спасибо за помощь, главное что можно быть уверенным что основная проблема в боди диодах, что дальше вылезет будет видно. А пока соберу и погоняю, если не забуду отсниму на фото и выложу.
Скоро поеду в село, но еще раз загляну сюда, может кто еще какое наставление мне даст.
С ув. Сергей

[Guest_orthodox_*]

Дроссель можете не увеличивать - ничего не даст.
А дополнительные резисторы в затворе - могут дать чего-то...
Только тогда их шунтировать надо еще диодиком, чтобы закрывание не замедлять - это вроде как не нужно...

[sna]

Дроссель можете не увеличивать - ничего не даст.
А дополнительные резисторы в затворе - могут дать чего-то...
Только тогда их шунтировать надо еще диодиком, чтобы закрывание не замедлять - это вроде как не нужно...

У меня ключи вылетели когда я уменьшил индуктивность, а уменьшил чтобы поднять напругу на выходе. Я думаю что зашунтировать диодами хуже не будет, да и закрывать ключи будет по шустрее. Резистор на затворе был сначало 8Ом транзисторы стреляли на более низких токах чем при 18Ом, может при 30Ом будет еще лучше, по крайней мере ключи на 1кВт даже не теплые.

[Herz]

Критерии оптимизации могут быть разные - меньше гармоник или, например, меньше потерь.
Steplocked Magic Sinewaves

Спасибо, интересует именно минимум гармоник. Я вот методу автора так и не понял, хоть к теме это имеет слабое отношение. Понял только, что период у него разбит на 320 отрезков по 62,5 мксек - отсюда частота 16 кГц. А вот про блоки и то, что их "от 0 до 255"...

[sna]

Понял только, что период у него разбит на 320 отрезков по 62,5 мксек - отсюда частота 16 кГц. А вот про блоки и то, что их "от 0 до 255"...

В память МК зашиваются коды отрезков на полпериода синуса, получается один блок 80точек, эти блоки формируются от меньших значений длительностей точек до максимальных. Каждый раз МК корректирует стабилизацию выходного напряжения выбирая из памяти блок с нужными значениями.

[Guest_orthodox_*]

В память МК зашиваются коды отрезков на полпериода синуса...

А отчего не на четверть? Хотя теперь уже все равно, раз сделано...

[sna]

А отчего не на четверть? Хотя теперь уже все равно, раз сделано...

Да действительно, на четверть - спасибо что поправили.

[Herz]

В память МК зашиваются коды отрезков на полпериода синуса, получается один блок 80точек, эти блоки формируются от меньших значений длительностей точек до максимальных. Каждый раз МК корректирует стабилизацию выходного напряжения выбирая из памяти блок с нужными значениями.

А что внутри блока (простите за назойливость)? 80 точек с нарастающими длительностями импульсов, а вариантов таких блоков 255, так я понимаю? Отличаются блоки лишь средней длительностью для регулировки амплитуды? Какова минимальная длительность импульса и дискретность её изменения внутри блока?

[rezident]

80 точек с нарастающими длительностями импульсов, а вариантов таких блоков 255, так я понимаю? Отличаются блоки лишь средней длительностью для регулировки амплитуды?

Кстати, да. Топикстартер поясните, как это вы амплитуду от 0 до 255 регулируете? Скажем, если амплитуда 1 условная единица, то на выходе меандр с частотой 50Гц получается? Я тут как-то делал привод для маломощного асинхронника с вентиляторной нагрузкой, так у меня регулировка амплитуды только в диапазоне 25%-100% получалась. ШИМ примерно такой частоты как и у вас был. Частота синуса от 50 до 450Гц, 33 отсчета на период.

[sna]

А что внутри блока (простите за назойливость)? 80 точек с нарастающими длительностями импульсов, а вариантов таких блоков 255, так я понимаю? Отличаются блоки лишь средней длительностью для регулировки амплитуды? Какова минимальная длительность импульса и дискретность её изменения внутри блока?

Правильно поняли - это как ступени регилировки. Минимальная длительность зависит от того как Вы раскидаете количество ступеней (блоков), а дискретность внутри блока зависит от частоты, то есть это и есть количество импульсов частоты ШИМ за период в моем случае период для 50Гц.

Кстати, да. Топикстартер поясните, как это вы амплитуду от 0 до 255 регулируете? Скажем, если амплитуда 1 условная единица, то на выходе меандр с частотой 50Гц получается? Я тут как-то делал привод для маломощного асинхронника с вентиляторной нагрузкой, так у меня регулировка амплитуды только в диапазоне 25%-100% получалась. ШИМ примерно такой частоты как и у вас был. Частота синуса от 50 до 450Гц, 33 отсчета на период.

Взависимости от выходного напряжения увеличиваю или уменьшаю номер блока. Любой блок дает синус, но амплитуда напряжения зависит от питания источника и нагрузки, ну и конечно от длительности импульсов в блоке. Для частотника алгоритм сложнее, так как он связан с изменением выходной частоты, самый простой вариант это UF-регулирование, а вот векторное требует еще и вычисление коэффициента мощности. Если у Вас 33 отсчета при любой выходной частоте, значит ШИМ повторяет несколько раз одну и туже длительности - это уже ступеньки, у меня же каждая точка строится своей длительностью отсюда и чистый идеальный синус. Амплитуда на выходе при таком методе имеет предел внизу, то есть от нуля не получится, у меня на ХХ при 0-м блоке амплитуда в верхней точке синуса порядка 50В, а максимальная равна напряжению питания умноженное на коэффициент трансформации минус небольшое падение на ключах и на индуктивном сопротивлении дросселя.
С ув. Сергей

Сообщение отредактировал sna - Sep 19 2009, 10:34

[Andrey_Y]

А можно по подробнее, то есть как ограничить по амплитуде, снабберами?

Подскажите, пожалуйста где смотреть в документации, какой график или...?

Этот звон начинается в дросселе при подаче больших нагрузок, а я грешил на насышение в дросселе.

Еще в дросселе греется провод приличного сечения, уже при токе 5А в постоянке провод сечением около 2мм^2 разогревается до 50гр.цел. при этом железо дросселя не греется - почему?


Увеличить сопротивление резисторов на затворах для открытия? Параметры транзистора гляну.

А можно тут по проще и понятнее?
Спасибо!

Прошу прощения, что соскочил. Не подумайте дурного, постоянно немножко занят..., но по-порядку.

Ток запирания диода в таких случаях ограничивают да, снабберами. Снабберы для этой цели могут быть в виде насыщающегося трансформатора тока(ТТ) или в виде ненасыщающегося небольшого дросселя. В первом случае при включении ключа, ТТ выходит из насыщения и берёт на себя всё напряжение на время рассасывания неосновных носителей в диоде, ток при этом задаётся коэф. тр-ции и тем током, который этот ТТ насыщал (обычно это ток основного дросселя). Меняя Ктр, можно задавать амплитуду запирающего тока. Недостаток - включение ключа на ток. Достоинство - ток можно задавать, делать его небольшим.
Во втором случае, как я уже писал, это небольшой дроссель. Ключ включается на нулевом токе, а скорость его нарастания определяется питанием и индуктивностью дополнительного дросселя. Когда ток дорастёт до тока основного дросселя, начнётся рассасывание с прежней скоростью. Достоинство - включение на нулевой ток. Недостаток - амплитуда тока может быть значительной (больше скорость - больше амплитуда).

Предельную скорость тока (для дроссельного снаббера) следует брать из приводимого в data sheets теста на время восстановления (trr=340nS max, при di/dt = 100A/µs для Вашего MOSFET). Хотя производители её не классифицируют как предельную, я читал об этом. Поверьте.

Провод сечением 2мм^2 на постоянке в 5А греться не может, если он медный, а то, что имеется говорит о наличии переменной составляющей тока в дросселе и о наличии вихревых токов (всё-таки 16кГц, 2мм^2, всего-то 1мГ и слоёв-то, видимо, прилично). Словом, дроссель надо рассматривать на предмет эффекта близости.

В файле MOSFET failure говорится, что при большом обратном токе отпирается паразитный нормально-закрытый биполярник (читай body diodе превращается в транзистор) за счёт напряжения на р-слое (напряжение из-за обратного тока), что образует резистор между базой и эмиттером. То же самое происходит при большой dU/dt только из-за ёмкостных связей. Биполярник открылся - капут MOSFEТу.

Что касается Вашей схемы. Я бы включил 2 дросселя с обоих сторон первичной обмотки и два конденсатора, но на минус. Зачем Вам дёргать транс? Дросселя можно (нужно) уменьшить, увеличте конденсаторы, если боитесь плохой фильтрации. Не бойтесь треугольности. Хотя амплитуда увеличивается в два раза (это, если Critical mode), cтатические потери за счёт этого возрастут незначительно - на интервале полуволны RMS увеличится всего на 15-20%, поэтому параллелить MOSFETы я бы не стал. Кстати, при Вашем алгоритме, без нагрузки (или при некоторой реактивной нагрузке) у Вас будет soft switching, поэтому ключи холодные, но при определённой нагрузке всё это пропадает, и проблема. С меньшей индуктивностью дросселя это нагрузка будет больше, а риск меньше. Однако переменная составляющая дросселя будет расти, и будут греться провода даже на холостом ходу. Над дросселем придётся работать.
Решайте сами - или большая индуктивность, холодный простой дроссель, но снабберы, или никаких снабберов, но поиск компромисса в значении индуктивности, её усложнение (может стоить нескольких MOSFETов, а дроссель не влезет на прежний сердечник хоть и витков меньше), или всё же диоды (на все транзисторы). Последнее самое простое.


SNA, все эти вопросы весьма ёмкие, их не раскрыть на форуме, одно перечисление сути занимает кучу места и времени. Но Вы найдёте ответы, если покопаете.

Однако мне понравилась эта ветка, приятно было читать, я получил удовольствие.
Вот ещё интересно - о чём это предупреждают синие кубики под моим именем? Это опасно?

Да, Orthodox, Серёга +500 в мемориз... Ко мне обращаться на ты, особенно в третьем лице, и это всех касается.

Сообщение отредактировал Andrey_Y - Sep 19 2009, 20:53

[sna]

Прошу прощения, что соскочил. Не подумайте дурного, постоянно немножко занят..., но по-порядку.

Ток запирания диода в таких случаях ограничивают да, снабберами...
Провод сечением 2мм^2 на постоянке в 5А греться не может, если он медный, а то, что имеется говорит о наличии переменной составляющей тока в дросселе и о наличии вихревых токов (всё-таки 16кГц, 2мм^2, всего-то 1мГ и слоёв-то, видимо, прилично). Словом, дроссель надо рассматривать на предмет эффекта близости.

Что касается Вашей схемы. Я бы включил 2 дросселя с обоих сторон первичной обмотки и два конденсатора, но на минус. Зачем Вам дёргать транс? Дросселя можно (нужно) уменьшить, увеличте конденсаторы, если боитесь плохой фильтрации. Не бойтесь треугольности. Хотя амплитуда увеличивается в два раза (это, если Critical mode), cтатические потери за счёт этого возрастут незначительно - на интервале полуволны RMS увеличится всего на 15-20%, поэтому параллелить MOSFETы я бы не стал. Кстати, при Вашем алгоритме, без нагрузки (или при некоторой реактивной нагрузке) у Вас будет soft switching, поэтому ключи холодные, но при определённой нагрузке всё это пропадает, и проблема. С меньшей индуктивностью дросселя это нагрузка будет больше, а риск меньше. Однако переменная составляющая дросселя будет расти, и будут греться провода даже на холостом ходу. Над дросселем придётся работать.
Решайте сами - или большая индуктивность, холодный простой дроссель, но снабберы, или никаких снабберов, но поиск компромисса в значении индуктивности, её усложнение (может стоить нескольких MOSFETов, а дроссель не влезет на прежний сердечник хоть и витков меньше), или всё же диоды (на все транзисторы). Последнее самое простое.

SNA, все эти вопросы весьма ёмкие, их не раскрыть на форуме, одно перечисление сути занимает кучу места и времени. Но Вы найдёте ответы, если покопаете.

Однако мне понравилась эта ветка, приятно было читать, я получил удовольствие.
Вот ещё интересно - о чём это предупреждают синие кубики под моим именем? Это опасно?

Да, Orthodox, Серёга +500 в мемориз... Ко мне обращаться на ты, особенно в третьем лице, и это всех касается.

Андрей, какие могут быть извинения, все нормально.
На счет снабберов вроде бы понятно, единственное понятней было бы со схемой, то есть куда их тулить (ТТ и дроссели), я так полагаю между двумя встречными транзисторами?
Провод грелся, я имел ввиду что в питающей постоянке ток был 5А, а на ключах хрен его знает, ну где-то в районе 7А. Да, дроссель надо улучшать, как можно ближе обмотку к железу, ну с литцендратом не получится, а вот скажем в 20-ть проводов диаметром 0,5мм можно, хотя наматывал скручивая их в косичку и просто жгутом друг возле друга - эффект тот же, только жгутом намотка плотнее и как мне кажется лучше были характеристики. Вообще проблема с железом, не могу найти ЭТС толщиной 0.08мм чтобы сделать менее габаритный дроссель, или дросселя бы найти с таким железом чтобы с них собрать нужный.

Включить два дросселя и два конденсатора на минус питания инвертора (ключей), даже не знаю что будет. Силовой трансформатор работает в своем режиме синусоидального тока, без него на выходе фильтра уже чистый синус, конденсатора вполне хватает, увеличив емкость кондера и уменьшив при этом индуктивность дросселя увеличаться токи на ХХ и начнет все грется, сейчас у меня на ХХ инвертор потребляет меньше 20Вт, для сегоднящней его выходной мощности 2.5кВт - это очень даже не плохо. Ранее я делал инвертор с синусом на 7кВт, там такой проблемы не было, там не много отличался метод нарезания синуса и кондер 50мкФ стоял на выходе 220В, дрпоссель грелся как печка и его вес был больше 20кг, при нагрузке температура уменьшалась - к этому я возвращаться не хочу.
Пока я решил запустить схему как есть в параллель поставив транзисторы, но к этому я изменил монтаж вокруг транзисторов, навешал на них всякой дребедени (конденсаторы, супресоры), вообщем страшно смотреть, поэтому не фотографировал чтобы не позорится, я сам люблю чтобы было все в акурате. Ко всему этому гальванически развязал выход 220В с питающим минусом при помощи маломощного транса для обратной связи. В программе увеличил длительность мертвого времени верхних ступенек, с 2.5мкС до 5мкС - думаю время для боди диода будет достаточно чтобы разгрузить схему от обратного хода и сбавить ток.
Дальше буду думать над активной защитой (монитор обратного тока, блокировка включения ключа)- это мне кажется будет по лучше снабберов, останется только разработать более простой вариант схемы защиты.
На счет диодов, наверно это неизбежно, прийдется как нибудь их поставить.
Андрей спасибо за разъяснения и рекомендации.

Да кстати, ко мне обращайтесь на ТЫ - это я ко всем обращаюсь.
С ув. Сергей

[Guest_orthodox_*]

В файле MOSFET failure говорится, что при большом обратном токе отпирается паразитный нормально-закрытый биполярник (читай body diodе превращается в транзистор) за счёт напряжения на р-слое (напряжение из-за обратного тока), что образует резистор между базой и эмиттером. То же самое происходит при большой dU/dt только из-за ёмкостных связей. Биполярник открылся - капут MOSFEТу.

Всегда от Вас [тебя] что-то интересное узнаешь.
Я до такого момента не доводить старался обычно, не люблю жестко переключать - но все равно в мемориз...
Очень интересный момент...

Кстати, я также не против чтобы ко мне обращались "на ты".

[Andrey_Y]

На счет снабберов вроде бы понятно, единственное понятней было бы со схемой, то есть куда их тулить (ТТ и дроссели), я так полагаю между двумя встречными транзисторами?

Вот картинки.
В качестве бади дайодов взял MUR7020. Они покруче реальных, но поведение схемы отражают.

Дальше буду думать над активной защитой (монитор обратного тока, блокировка включения ключа)- это мне кажется будет по лучше снабберов, останется только разработать более простой вариант схемы защиты.

Вот что без снаббера для разных резисторов в затворе.



Не забывай про MOSFET failure.

[Guest_orthodox_*]

C такими снабберами схема, мне кажется, не защищена от выбросов при другом характере реактивности...
Но как пример, что без них нельзя - суперубедительно.

[Andrey_Y]

C такими снабберами схема, мне кажется, не защищена от выбросов при другом характере реактивности...
Но как пример, что без них нельзя - суперубедительно.

Индуктор всегда остаётся, а М1 и М2 меняются местами, т.к. ток изменил направление.

Сообщение отредактировал Andrey_Y - Sep 21 2009, 20:24

[Guest_orthodox_*]

Индуктор всегда остаётся, а М1 и М2 меняются местами, т.к. ток изменил направление.

Проблема в разрядной цепочке для дросселей снаббера - D4 R3, - при смене квадранта это уже не работает...
Эти структуры надо рассчитывать на все четыре квадранта, оттого я и не люблю двутактных схем...
Но полюблю, когда научусь решать эту задачку