|
|
  |
Генерация временной задержки, (задержка включения MOSFETа) |
|
|
|
Oct 10 2010, 11:05
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Попался в руки блок питания на 1300 ватт, резонансный полумост на 4 транзисторах, 2 в параллель. На холостом ходу 320 кГц, на полной нагрузке - 120 кГц. Драйвера выполнены в формате микросборки с применением бескорпусных чипов, залитых компаундом, с огромными кристаллами. Видимо, в Китае кремниевые фабрики готовы на любую халтуру - регулировка модулей приводила к напайке резисторов 0805 в 3 этажа. Эти акробатические усилия, похоже, недостаточны - горят БП синим пламенем. Модуль состоит из генератора, двух трансформаторов и двух оконечных драйверов MOSFET. Трансформаторы передают энергию питания и моменты переключения. Задержка включения 500 нс, выключение - максимально быстро. Питание : 10-15 вольт. На чём можно изящно решить задачу задержки фронта ?
Сообщение отредактировал НЕХ - Oct 10 2010, 12:29
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Oct 12 2010, 01:45
|

Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 269
Регистрация: 9-05-05
Из: China
Пользователь №: 4 849

|
это не серийные, а видать пробные сэмплы, раз в три этажа параллелят, кстати, не понял причём тут кремниевые фабрики, когда на фото ручной смд монтаж?? Задержать можно и просто используя входную логику мосфет драйвера, добавив 20-50пф на вход, заряжая медленно, через рез, разряжая быстро, через 1n4148 - каммон практис, как грится.
|
|
|
|
|
Oct 12 2010, 08:32
|

Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 269
Регистрация: 9-05-05
Из: China
Пользователь №: 4 849

|
ради искусства можно и LC задержки поставить, правда такое искусство попахивает паранойей, чего бы вдруг не стабилизировать-то эти самые 10-15в на 10в? Подозреваю, что вам и не нужны эти 500нс столь точно, это же только дед тайм для мосфетов, а у них самих всё с температурой плывёт неслабо, вообще рассмотрите возможность ассиметрии заряд/разряд гейта, возможно этого будет достаточно без всяких дополнительных дедтаймов, ведь у вас "резонансный" SMPS, там быстро переключать незачем.
Сообщение отредактировал IVX - Oct 12 2010, 08:37
|
|
|
|
|
Nov 1 2010, 21:55
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 64
Регистрация: 14-07-08
Пользователь №: 38 916

|
Цитата На чём можно изящно решить задачу задержки фронта ? Винтовка Дегтярева плюс джигит. В чём промблемма?
|
|
|
|
|
Nov 3 2010, 13:00
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Причина выхода из строя на малой нагрузке кроется в медленном внутреннем диоде и постоянном слепом dead-time. Вредные заряды не рассасываются из него даже если на затвор подано напряжение ! Когда течёт через канал приличный ток, на сток-исток появляется напряжение и рассасывание носителей происходит быстрее, так как на внутреннем диоде уже обратное напряжение.
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 4 2010, 13:58
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
перевод статьи попался - придётся ставить MOSFET с быстрым внутренним диодом, благо сегодня их выбор богат. Адаптивный алгоритм мёртвого времени обнаружился лишь у TEA1713 - следят за производной напряжения на силовом ключе. Не попадались ли Вам альтернативные решения ?
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 11 2010, 16:33
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Емкость С-И, затягивая du/dt, позволяет мягко восстановиться оппозитному диоду в момент ZVS - ток восстановления, при том же интегральном значении, "размазан" во времени, критической плотности тока, необходимой для развития вторичного пробоя, не достигается - соответственно, вторичный пробой не происходит. Цитата CoolMOS(как представитель SuperJunction MOSFET), кстати, несмотря на медленный внутренний диод и большой заряд в нём, не страдают проблемой dV/dt reverse recovery. На мой взгляд, еще и как страдают! Берем SPW17N80C3 - громадный заряд восстановления (15uC) + канал 0,25 Ом - и видим описанную выше картину. Во всяком случае, мне другого объяснения отказов этих транзисторов в мостовой схеме найти не удалось (пиковый ток в ключе при номинальной нагрузке - 11 А, нагрузка - порядка 60 % от номинала, отказ - при работе от 20 сек до 2 мин в зависимости от партии ключей (партия с лазерной маркировкой вылетала быстро, маркированные краской - работали дольше). При этом, выхода из резонанса не наблюдалось, на полной нагрузке (быстро проскочив указанный диапазон нагрузок) - нормально работали, скорости du/dt не превышались, в корректоре рядом эти же ключи работали при пиковом токе токе, большем в 1,6 раза и более высоких скоростях открытия/закрытия - и прекрасно себя чувствовали).
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 10:38
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Так почему же горят ? в статье на русском языке хвалятся, что отказы будут редки... А тут Infineon призывает ставить новые С6 вместо CFD (с быстрым диодом) в резонансники http://www.infineon.com/dgdl/Mastering+the...127903d130171e1
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 13 2010, 10:49
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 14:00
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Цитата Получается, заряд важнее скорости ? Получается, что для резонансной схемы - да. Скорость 5V/ns - достаточная для многих применений, кроме того, скорость нарастания легко контролировать. Также есть ключи Ixys со скоростями 15-20 V/ns. Цитата Получается, что кратковременно, CoolMOS выдерживают жесткую коммутацию диода с огромным dI/dt при выходе из ZVS режима, а при продолжительной работе на холостом ходу из-за вкусившего тока внутреннего диода обречены. Так выхода из режима ZVS, строго говоря, нет. Переключение КАНАЛА происходит при 0 напряжения (но не тока). Как раз на холостом ходу режим ZVS отсутствует, но ключи не горят - канал просто разряжает на себя емкость СИ (виден бросок тока в канале при открытии ключа) - но в контуре реактивности для обеспечения протекания тока через возвратный диод не хватает - диод не насыщается. На большой мощности реактивности много, диод насыщается хорошо - но и рассасывается хорошо падением напряжения на канале ключа. Но в определенном диапазоне нагрузок диод насыщается достаточно сильно, а рассасывается неполностью - вот тут и можно наблюдать "подскваживание" тока. При этом структура уже разогрета (не ХХ, ток приличный), дополнительный токовый удар вызывает вторичный пробой. Этот диапазон нагрузок определяется соотношением напряжения на канале и заряда восстановления диода как функции прямого тока через диод. Также, возможно, играет роль скорость восстановления диода (точнее, плотность тока при восстановлении). Авторы статьи APT столкнулись с эффектом в диапазоне нагрузок порядка 25%, я - 60% от номинала. Также в эту теорию вписывается то, что у меня ключи работали некоторое время, различное от партии - видно, кристалл добирал температуру. Это - мои личные предположения, как я понимаю механизм отказов. Цитата не сравнивали транзисторы CoolMOS Infineon c разными MESH от ST ? Есть ли различие в характеристиках от разницы в технологиях ? Не знаю. С ST работал года 2 назад, стояли в ККМ и резонансном мосте нормально - но там был дикий запас по мощности (токовая загрузка - процентов 40-50 на полной нагрузке, боролись за тепло на сопротивлении канала). Но судя по документации, для сопоставимых ключей у ST параметры хуже, чем у Infineon.
|
|
|
|
|
Nov 14 2010, 11:55
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
FDH45N50F - приличный ключик. Только пока купить его где не нашел. ST - не знаю, ключей с приличными диодами у них не помню. Цитата вижу 2 способа фиксации проблемы с помощью драйвера : 1)открывать транзистор сразу, как напряжение на стоке упало почти до напряжения истока (а ля синхронный выпрямитель IR11672) - так уменьшится время протекания тока через диод и возрастёт время на рассасывание вредных зарядов 2)пусть ток течёт через диод, подождём смену его направления, рассасывается пусть в своё удовольствие. И когда напряжение на стоке начнёт немного расти - подам напряжение на затвор. 1 способ (не допускать насыщения диода, фиксируя его каналом) - правильный и рабочий, сам проверял. 2 - теоретически правильный, но я его не использовал. Цитата Если на стоке стало вольт 5 можно ли говорить, что все носители разбежались ? - наверное, да.
|
|
|
|
|
Nov 14 2010, 12:04
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Познал ответ на вопрос - почему дохнут транзисторы !!! оставим dV/dt впокое - оно никак не превышает 5 V/ns. В первой статье упоминалось, что рассасывание ускоряется, если на затвор подать 3 вольта - напряжение ниже порога включения. Похоже, что вредоносные заряды, образовавшиеся при открытии внутреннего диода, смещают подложку так, что напряжение затвор-подложка превышает пороговое. И это же происходит, когда на затворе 0 ! Ток продолжает течь - транзистор в аналоговом (не ключевом) режиме. Хвост тока, как "tail current IGBT" !!! Это приводит не только к динамическим потерям при переключении, но и к опасности возбуждения, если транзисторы стоят параллельно ! И никакими резисторами в затворе проблему не решить ! А в аляCoolMOS устройствах резистор не влияет уже на скорость переключения - нет помощи Миллера, так как емкость сток-исток исчезающе мала при наприжении на стоке, больших 100 вольт. со скорость dV/dt производители мухлюют - приводят её при напряжении, больших 100 вольт ! Торжествую ! ST stw30nm60nd, например. или http://catalog.compel.ru/vt_mosfet/info/ST...60ND%20%28ST%29 с ценой. Запараллеленные MOSFET горят чаще ? Если гипотеза верна, то подача отрицательного напряжения на затвор решит проблему.
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 14 2010, 14:02
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 14 2010, 15:59
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
нашел документальное подтверждение ток через body-diode тоже 3 Ампера но называют "reverse recovery", связывают с открытием биполярного паразитного транзистора. судя по пульсациям тока - он ещё и генерить пытается. возможно, что отрицательное напряжение не поможет - цепь затвора непричём...
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 15 2010, 07:48
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 15 2010, 08:08
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
IR2520 - резонансный балласт - подбирает частоту так, что включение затвора дожидается, когда на стоке будет вольта 4 после протекания тока через внутренний диод мосфета и его закрывания. Стереотип "рассасывание зарядов" обычно связан с малым напряжением на закрываемом диоде. Но в нашем катастрофическом случае это больше похоже на лавинный пробой. Неблагополучные, случайно уцелевшие после прохождения тока через диод, заряды покидают чрево полевика, порождая avalanche. Транзистор горячий, напряженность поля велика = сток-исток уже 400 вольт. А осциллографом видна "правильная" коммутация напряжения - ток мы не видим ! Влияет ли отрицательное напряжение на затворе на параметры лавинного пробоя полевика ? В силовых ключах имеет место "back-gate effect" ? (картинки из работы "Investigation of MOSFET failure in soft-switching conditions" Iannuzzo) 1. mosfet after the normal commutation, an instability characterized by a burst of high-frequency oscillations 2.current tail after the turn-off of the device power dissipation of about 50W at 100KHz (это мощность только паразитного рассасывания)
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 15 2010, 10:12
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 15 2010, 10:03
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
to dmitrpЦитата Давно так делаем. Уже наверное лет 10 пара вопросиков... 1) как происходит старт инвертора - ведь на обоих ключах может быть напряжение сток-исток больше порога ? 2) подача напряжения на затвор сразу после прихода напряжения на стоке в 0 может и не помочь спасти ключ, если U=I*R превысит 1/2 вольта из-за большого сопротивления ключа/слишком большого тока. Внутренний диод откроется. А быстрое срабатывание защиты (особенно если она организована внешней цепью с некоторой задержкой и может произойти несвоевременно - заряд body diode не рассасался и пришла команда закрывать ключ) может только усугубить ситуацию - лучше дождаться резонансного уменьшения тока, потянуть время - большое (но не 400 вольт !) напряжение облегчит удаление зарядов. А как происходит "удаление зарядов" при полном напряжении на стоке мы хорошо видим - с фейерверком, с огоньком и шумовыми эффектами.
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 15 2010, 10:27
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 15 2010, 11:25
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 15 2010, 13:03)  to dmitrp
пара вопросиков... 1) как происходит старт инвертора - ведь на обоих ключах может быть напряжение сток-исток больше порога ? 2) подача напряжения на затвор сразу после прихода напряжения на стоке в 0 может и не помочь спасти ключ, если U=I*R превысит 1/2 вольта из-за большого сопротивления ключа/слишком большого тока. Внутренний диод откроется. А быстрое срабатывание защиты (особенно если она организована внешней цепью с некоторой задержкой и может произойти несвоевременно - заряд body diode не рассасался и пришла команда закрывать ключ) может только усугубить ситуацию - лучше дождаться резонансного уменьшения тока, потянуть время - большое (но не 400 вольт !) напряжение облегчит удаление зарядов. А как происходит "удаление зарядов" при полном напряжении на стоке мы хорошо видим - с фейерверком, с огоньком и шумовыми эффектами. 1) На первом импульсе первом драйвере импульс проходит независимо от напряжения сток исток. Рабртает только защита по падению напряжения на включенном транзисторе. 2) В резонансном инверторе напряжения на частоте выше резонанса напряжение на транзисторе спадает до нуля ( разряжается емкость сток -истока), а затем ток начинает течь через обратный диод (ток близок к синусойде). Фактически импульс подается в момент протекания тока через обратный диод. Режим ZVS при включении. Ну и гарантированно закрыт другой ключ в плече. На нем уже все напряжение Ud. Используем мы MOSFET. У них хвоста нет. На IGBT может конечно остаться некоторый хвост, но как показали наши испытания - это все не критично. Просто запас большой по IGBT надо брать, если ты хочешь их использовать на частоты под 100кГц
|
|
|
|
|
Nov 16 2010, 08:47
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Цитата Используем мы MOSFET. У них хвоста нет я же привёл картинки - есть хвост у MOSFET, если был ток через внутренний диод ! и он может привести к открытию паразитного биполярного транзистора - тогда ключу пламенный привет. Цитата гарантированно закрыт другой ключ в плече а потом, через микросекунду, сам собой открывается - посмотрите картинку с последней прижизненной осциллограммой.
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 16 2010, 09:04
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 21-09-10
Пользователь №: 59 626

|
Цитата(НЕХ @ Nov 16 2010, 11:47)  а потом, через микросекунду, сам собой открывается - посмотрите картинку с последней прижизненной осциллограммой. Прошу прощения, что встрял. Понимаю, что "Слышал звон, но не знаю, где он", но уж больно случай похожий описан: http://www.power-e.ru/360.php
|
|
|
|
|
Nov 16 2010, 09:54
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 16 2010, 11:47)  я же привёл картинки - есть хвост у MOSFET, если был ток через внутренний диод ! и он может привести к открытию паразитного биполярного транзистора - тогда ключу пламенный привет.
а потом, через микросекунду, сам собой открывается - посмотрите картинку с последней прижизненной осциллограммой. При двуполярном упровлении таких проблем не наблюдал. Это видимо при однополярном управлении. Там может прыгнуть напряжение на затворе. А тут ему прыгать некуда.
|
|
|
|
|
Nov 16 2010, 11:35
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 16 2010, 14:01)  ошибаетесь, если в dead-time на затворах по нулям у всех транзисторов.
на затворе ничего не прыгает ! нет dV/dt ! А вот прыгает ли под затвором ?
сейчас не уверен, что отрицательное напряжение меняет картину...надо перестать писать-читать и смотреть самому в осциллограф. Что значит по нулям, у нас по минусу. Что значит под затвором? Мы используем IXFN50N80Q2. У них диод быстрый, может вообще дополнительный. При работе в режиме больших dU/dt 5-10 B/нс и выше есть подскоки напряжения на затворе в момент выключения. При включении естественно такой проблемы нет. Там начинает включаться не структура, а обратный диод, а затем уже структура транзистора.
|
|
|
|
|
Nov 19 2010, 16:33
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
продолжаю копать под затвором нашёл ! "third quadrant effect"
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 19 2010, 17:03
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 19 2010, 19:33)  продолжаю копать под затвором нашёл ! "third quadrant effect" Надо просто приборы использовать современные. А не 20 лет назад разработанные.
|
|
|
|
|
Nov 20 2010, 07:09
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 19 2010, 20:21)  Ошибаетесь - эффекту подвержены все полевики, в той или иной степени... Dynamic avalance breakdown лавинный пробой при восстановлении диода Это если к диоду прикладывается обратное напряжение, а если нет (как в резонансном преобразователе), то и пробоя нет. Ну а для диплома можно и поисследовать такие процессы.
|
|
|
|
|
Nov 20 2010, 16:29
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Удивляете меня - когда на стоке + это уже обратное напряжение на внутреннем диоде.
для полевика, оказывается, гораздо менее опасно жесткое закрытие паразитного диода, чем тот эффект, от которого они дохнут на малой нагрузке. К моменту выключения транзистора вредных носителей осталось мало от того времени, когда тёк ток через внутренний диод, но ведут себя героически, потому что велико напряжение сток исток. Они разгонятся, размножатся, порадив лавину. И произойдёт это при напряжении, меньшем статического лавинного пробоя. А потом транзистор умирает от вторичного теплого пробоя. Но выход есть !
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 20 2010, 19:15
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 20 2010, 19:29)  Удивляете меня - когда на стоке + это уже обратное напряжение на внутреннем диоде.
для полевика, оказывается, гораздо менее опасно жесткое закрытие паразитного диода, чем тот эффект, от которого они дохнут на малой нагрузке. К моменту выключения транзистора вредных носителей осталось мало от того времени, когда тёк ток через внутренний диод, но ведут себя героически, потому что велико напряжение сток исток. Они разгонятся, размножатся, порадив лавину. И произойдёт это при напряжении, меньшем статического лавинного пробоя. А потом транзистор умирает от вторичного теплого пробоя. Но выход есть ! Вы мне такой режим найдите в резонансном инверторе напряжения на частоте выше резонанса с режимом ZVS при включении транзистора. Про коммутацию транзисторов я кое что знаю. Не зря защищал диссер с темой Исследование и оптимизация коммутационных процессов в транзисторных преобразователях для электротехнологии. Это правда был 1998 год.
|
|
|
|
|
Nov 21 2010, 11:02
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
режим штатный, постоянный ZVS ! и проблема рассасывания диода никуда не пропала - так как ток через внутренний диод шёл ток вначале цикла !!! подача напряжения на затвор ничего не меняет - рассасывать заряд, накопленный диодом, обязательно придётся. это главная причина того, что горят полевики и их драйверы впридачу в резонансных инверторах и электронных балластах. рассасывание происходит при закрывании, а не при открывании оппозитного транзистора. Что бы сгорел mosfet не нужен даже открытым второй транзистор - достаточно его диода, которым фиксируется напряжение на стоке. медленный рост напряжения на стоке - порядка половины напряжения питания за 500 нс - спасёт от преждевременного лавинного пробоя. Но так никто не делает - жалко нагревать снабберы, либо обеспечить это условие можно лишь на малой нагрузке. Важна не скорость dV/dt (скорость приводит к другим проблемам), а время от момента протекания тока через body diode до появления высокого напряжения на стоке. Зазевавшиеся носители, неуспевшие рекомбинировать и благополучно удалиться при малом напряжении на стоке, ведут себя как камикадзе. Они оказались не в том месте и не в то время - им надо пройти слишком долгий путь, а значит, велика вероятность развития лавины при такой напряженности поля. Поэтому жесткое закрытие диода проходит легче: носители подбираются поближе к выходу (CoolMOS, пишут, 3000 А/мкс выдерживают) и лавин не происходит. Лавина - ударная ионизация, разогрев, шнурование тока и тютю. И это происходит на детских режимах... перечитайте http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=834403
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 21 2010, 13:15
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Nov 21 2010, 17:05
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 467
Регистрация: 26-05-06
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 17 482

|
Цитата(НЕХ @ Nov 21 2010, 14:02)  режим штатный, постоянный ZVS ! и проблема рассасывания диода никуда не пропала - так как ток через внутренний диод шёл ток вначале цикла !!! подача напряжения на затвор ничего не меняет - рассасывать заряд, накопленный диодом, обязательно придётся. это главная причина того, что горят полевики и их драйверы впридачу в резонансных инверторах и электронных балластах. рассасывание происходит при закрывании, а не при открывании оппозитного транзистора. Что бы сгорел mosfet не нужен даже открытым второй транзистор - достаточно его диода, которым фиксируется напряжение на стоке. медленный рост напряжения на стоке - порядка половины напряжения питания за 500 нс - спасёт от преждевременного лавинного пробоя. Но так никто не делает - жалко нагревать снабберы, либо обеспечить это условие можно лишь на малой нагрузке. Важна не скорость dV/dt (скорость приводит к другим проблемам), а время от момента протекания тока через body diode до появления высокого напряжения на стоке. Зазевавшиеся носители, неуспевшие рекомбинировать и благополучно удалиться при малом напряжении на стоке, ведут себя как камикадзе. Они оказались не в том месте и не в то время - им надо пройти слишком долгий путь, а значит, велика вероятность развития лавины при такой напряженности поля. Поэтому жесткое закрытие диода проходит легче: носители подбираются поближе к выходу (CoolMOS, пишут, 3000 А/мкс выдерживают) и лавин не происходит. Лавина - ударная ионизация, разогрев, шнурование тока и тютю. И это происходит на детских режимах... перечитайте http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=834403Статью почитал. Ничего общего с резонансным инвертором напряжения не узрел. Стадиии 6 в резонансном инверторе напряжения не бывает вообще.
|
|
|
|
|
Nov 22 2010, 17:32
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Склонен предположить, что дохнут только транзисторы, закрывание которых отдано на совесть снаббера/ёмкости между стоком-истоком и тока нагрузки. Только те, у которых при росте напряжения на стоке жестко "0"/"минус" на затворе. Гибнут только те, у которых ток канала при закрывании отсутствует.
Жалкой участи избегнут те, чьё закрывание контролируется резистором в затворе и ёмкостью Миллера. И, возможно, беда обойдёт стороной тех, у кого на затворе при закрывании напряжение чуть ниже порога открывания транзистора.
Приоткрытие транзистора поставляет основные носители - электроны, которые ускоряют рекомбинацию оставшихся от прохождения тока через диод дырок, предотвращая развитие лавинных процессов. Когда напряжение чуть ниже порогового на затворе, при росте напряжения на стоке приоткроются те ячейки полевика, где скопился бОльшой заряд неосновных носителей.
Сообщение отредактировал НЕХ - Nov 22 2010, 17:34
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 10:05
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
For Vokchap: К вопросу о работе обратного диода. Берем первый попавшийся высоковольтный ключ - например, IXFX 38N80Q2. ID25 = 38 A, RDS(on) = 220 mΩ, VSD (IF = IS, VGS = 0 V) = 1.5 V. Что будет, если обратный ток канала превысит 6.8 А? Цитата Бороть её там, где она начинается - в обратном диоде - можно ??? Не только можно, но и нужно - если нет запасного ведра для транзисторов. Ответ один - держать dU/dt, dI/dt в допустимых пределах (затвором или внешними цепями, а лучше - всем вместе).
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 10:38
|

Профессионал
    
Группа: Админы
Сообщений: 1 884
Регистрация: 15-07-06
Из: Новосибирск, Россия
Пользователь №: 18 835

|
Integrator1983, зачем первый попавшийся, ещё и десятилетней давности. Если говорить о 800 В, то 140 мОм уже не рекорд при том же Vsd. IXFB 60N80P 500 - вольтовые с каналом менее 100 мОм уже нормальное явление. Ну и 100 вольтовые с каналом единицы мОм - тоже "высоковольтные". Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 17:05)  Ответ один - держать dU/dt, dI/dt в допустимых пределах. В этом нового уже ничего нет. Это рождает только ограничения на частоту, КПД и габариты.
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 10:51
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Вопрос не в том, сколько лет транзистору. Возьмем APT8014L2LL (2003): 140 мОм, 1,3 В на диоде. При каком обратном токе канала заработает диод? То же самое и для IXFB 60N80P (2006). А других ключей на 800 В 140 mOhm я не видел. Кроме того, некоторых может смущать их цена. А если почитать DataSheet еще дальше и сравнить накапливаемые в диоде заряды у Ixys и APT - то и о 10 годах как-то забываешь. По-моему, для 100 В ключей еще можно выбрать режим, в котором обратный диод никогда работать не будет. А вольт на 400 и выше - увы. Цитата Это рождает только ограничения на частоту, КПД и габариты. КПД и, косвенно, габариты - согласен. А частота тут причем?
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 11:08
|

Профессионал
    
Группа: Админы
Сообщений: 1 884
Регистрация: 15-07-06
Из: Новосибирск, Россия
Пользователь №: 18 835

|
Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 17:51)  А вольт на 400 и выше - увы. Так-уж и увы? 10А обратного тока мимо диода на 800-вольтовом - сущий пустяк? Пусть не на 100% канал зашунтирует паразитный диод, накопленный в диоде заряд будет пропорционален его прямому току. Соответственно это уже другая картина. Есть некая ниша. Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 17:51)  КПД и, косвенно, габариты - согласен. А частота тут причем? Интеграл под кривыми больше при крутых фронтах  . Частота и КПД понятия неразделимые. ps Я не имею ничего против идеи шунтировать диод каналом (или сформированным TMBS диодом) с напряжением на затворе ниже порогового, как предлагает автор в соседней теме. Раз это работает, значит будет определенная ниша. Всегда приходится искать компромисс между что хочется и что можно.
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 11:51
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Цитата Так-уж и увы? Под УВЫ подразумевается полное исключение протекания тока через диод. Цитата 10А обратного тока мимо диода на 800-вольтовом - сущий пустяк? Конечно же не пустяк. И КПД повыше, и заряд поменьше. Но накопление заряда в диоде будет, и обходится с ключем придется аккуратно (к чему и призывает уважаемый НЕХ). Цитата Частота и КПД понятия неразделимые. Вот тут не согласен. Если коммутировать один и тот же ток/напряжение с частотой 50 кГц со скоростью Х и с частотой 100 кГц со скоростью 2*Х? Как по мне, динамика будет та же.
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 12:06
|

Профессионал
    
Группа: Админы
Сообщений: 1 884
Регистрация: 15-07-06
Из: Новосибирск, Россия
Пользователь №: 18 835

|
Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 18:51)  Под УВЫ подразумевается полное исключение протекания тока через диод.  А если не полное, стало быть фтопку? Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 18:51)  Но накопление заряда в диоде будет, и обходится с ключем придется аккуратно (к чему и призывает уважаемый НЕХ). Будет или не будет, как много будет и при каких условиях я думаю уже понятно. С ключами нужно всегда аккуратно, возражений нет. Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 18:51)  Вот тут не согласен. Если коммутировать один и тот же ток/напряжение с частотой 50 кГц со скоростью Х и с частотой 100 кГц со скоростью 2*Х? Как по мне, динамика будет та же. Ну "динамика" будет в два раза выше, КПД условно такой-же (если всё линейно). Вы сами опровергли своё возражение  .
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 12:28
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Цитата А если не полное, стало быть фтопку? Если не полное - возникают вопросы, рассматриваемые в этой теме - то есть, вроде как режим ключа нормальный (на первый взгляд), до предельных значений токов/напряжений далеко, а ключ горит. Цитата Ну "динамика" будет в два раза выше, КПД условно такой-же (если всё линейно). Не понял, как это??? Потери на переключение в 1 случае в 2 раза выше, но происходят переключения в 2 раза реже. То есть, динамические потери в ключе что в 1, что во 2 случае одинаковые.
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 12:43
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Цитата Частота - принципиальна ! и дело не в динамике переключения ! А режим КЗ? Длительность интервалов передачи энергии крайне мала, все остальное - свободная циркуляция, ток в диодах приличный. Плюс нагрев кристалла этим током. Если долбить ключ высокими скоростями - на любой частоте улетит (ну, разве что до единиц кГц опускаться). Цитата при большом их количестве они сами ограничат динамику при рассасывании. Как по мне, лучше не надеяться на заряд диода, а поставить внешнюю емкость, ограничив dU/dt.
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 12:46
|

Профессионал
    
Группа: Админы
Сообщений: 1 884
Регистрация: 15-07-06
Из: Новосибирск, Россия
Пользователь №: 18 835

|
Цитата(Integrator1983 @ Jun 2 2011, 19:28)  То есть, динамические потери в ключе что в 1, что во 2 случае одинаковые. Вот и я говорю, что КПД преобразователя не изменится. Т.е. обострение фронтов в 2 раза (которое возможно при решении вопроса лавинного пробоя), позволит условно в два раза задрать частоту при сохранении прежнего КПД преобразователя. Цитата(НЕХ @ Jun 2 2011, 19:33)  Частота - принципиальна ! и дело не в динамике переключения ! Об этом и речь - решив проблему накопления заряда в диоде (или хотя-бы его величины) - задираем частоту (обостряем фронты) без ущерба для здоровья (ключа).
|
|
|
|
|
Jun 3 2011, 07:59
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
неосновные носители - дырки - начнут появляться как только напряжение на стоке упадет до -0,5 Вольта(условно) и ниже. поэтому 5 Ампер Х 0,1 Ома - предел безмятежности для условного транзистора. есть надежда, что при бОльшем токе при условии сохранения полного открывающего напряжения на затворе, вред дырками нанесён не будет после закрытия транзистора. Применение снабберов приводит к необходимости увеличивать реактивный ток, иначе самокоммутация под вопросом. В PFC до киловатта CoolMos прекрасно трудится без их помощи. Жаль, что они жадно впитывают заряд при обратном течении тока через исток-сток. Схемка драйвера обошлась тремя дискретными транзисторами, полумосту теперь фиксированный dead-time не нужен. Недалек тот час, когда все эти потуги канут в лету http://catalog.compel.ru/blog/2011/03/18/c...remniya/?q=creeпопался транзистор симпатичный, MeanWell ставит в БП, Toshiba делает, вроде по лицензии Infineon.
Сообщение отредактировал НЕХ - Jun 3 2011, 08:07
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Jun 4 2011, 17:02
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
тем временем Infineon представляет поколение CFD2... резонансные преобразователи проникают всюду... кто-то не поленился срисовать схему с Playstation3. 12 Вольт, почти 30 Ампер, в закрытом кожухе без принудительной вентиляции.
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Jun 5 2011, 08:17
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 8-04-11
Пользователь №: 64 225

|
Цитата(НЕХ @ Jun 4 2011, 20:02)  кто-то не поленился срисовать схему Может быть полезнее помогалку по LLC почитать?
|
|
|
|
|
Jun 5 2011, 12:49
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 8-04-11
Пользователь №: 64 225

|
Цитата(Herz @ Jun 5 2011, 14:03)  Что-то не работает ссылочка... Неправда ваша, специально проверил:
Сообщение отредактировал vanya.8484 - Jun 5 2011, 12:51
|
|
|
|
|
Jun 5 2011, 13:34
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 8-04-11
Пользователь №: 64 225

|
Цитата(НЕХ @ Jun 5 2011, 16:07)  в Вашей "помогалке" на последней диаграмме как раз блок-схема БП PS3. что нового можно почерпнуть из Вашего документа ? Примерно то же, что и из вашей схемы.  Поскольку Цитата(НЕХ) Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
Сообщение отредактировал vanya.8484 - Jun 5 2011, 13:35
|
|
|
|
|
Jun 5 2011, 15:18
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 8-04-11
Пользователь №: 64 225

|
Цитата(НЕХ @ Jun 5 2011, 16:42)  или картинка Да уж, картинка весьма забавная:
|
|
|
|
|
Jun 6 2011, 13:12
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Цитата(vanya.8484 @ Jun 5 2011, 19:18)  Да уж, картинка весьма забавная: рад, что Вам удалось досмотреть файл почти до конца ! (в школе, когда учитель ошибался, многие хихихали, а мне это было досадно.) (недавно применил почти такую же схемотехнику - диодик, конечно, стоял - называется LSK "load shift keying" модуляция - для безпроводной передачи телеметрии и питания одновременно - источник шунтируется ключом, транслируя информацию) В литературе упоминается ещё одна причина неудач - отложенный отказ ключа, вызванный снижением порогового напряжения. Эффект накапливаемый во времени, происходит из-за деградации подзатворного диэлектрика "горячими" носителями, образованными лавинным рассасыванием.
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Oct 7 2011, 08:03
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Попался патент. Думаю интересный, короткий и по теме. Сам тоже использовал p-канальный MOSFET для решения задачи. Подробнее о работе схемы от автораэскиз решения
Сообщение отредактировал НЕХ - Oct 7 2011, 11:42
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Mar 26 2012, 07:19
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Многократно проводил... но резистор, параллельный IRLML5103 или отсутствовал или был с мозгами...(CD4093 было достаточно) Результат работы схемы с простым решением - отработка короткого замыкания на fotkidepo.ru:
 Ток нарастает плавно до 150 Ампер. Характерен всплеск напряжения на затворе, вызванный ёмкостью сток-затвор и индуктивностью истока - применение диода с затвора на плюс питания драйвера снижает индуцированное напряжение затвор-исток и всплеск тока транзистора. Вариант драйвера без "лишних деталей" состоит из : 2 сборки диодов ВАТ54S, 3 транзисторов в SOT23, стабилитрона, 2 резисторов, 1 конденсатора и диод на сток, BYV26C, например.
Сообщение отредактировал НЕХ - Mar 26 2012, 07:31
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Mar 27 2013, 14:38
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Вот уж год прошел... И намедни нашлось первое упоминание адаптивного драйвера ! 1981 год. http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/24..._16_6_333_0.pdfЭра биполярных транзисторов ещё впереди - ждём первенца от Fairchild. Для mosfet применял такое решение - ADAPTIVE ZVS DESAT OVER-CURRENT PROTECTED MOSFET DRIVER
 Позднее его модернизировал - заставил срабатывать раньше, чтоб нелинейность ёмкости сток-исток не вмешивалась в работу, и добавил небольшое отрицательное смещение для управления затвором - меньше сказывается паразитная индуктивность цепи истока при прерывании тока.
Сообщение отредактировал НЕХ - Mar 27 2013, 15:45
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Aug 12 2013, 08:39
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Внутренние диоды MOSFET не перестают удивлять - Coping with Poor Dynamic Performance of Super-Junction MOSFET Body Diodes https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejji.../2_183/_articleтеперь и forward recovery не устраивает... может дело в паразитных индуктивностях корпуса ? и ещё одна пища для размышлений на картинке
Сообщение отредактировал НЕХ - Aug 12 2013, 08:46
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Aug 14 2013, 08:04
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Цитата и почему же никто не захотел глумиться над картинкой ? И в чем должно состоять глумление? Цитата вот в RC-IGBT та же песня - электроны мешают дыркам работать в диоде Где-то в соседней теме Вы призывали избавиться от полевиков и и применить IGBT -  По мне, в IGBT причин возникновения всяких глубоких проблем как минимум не меньше, чем в MOSFET (скорее, даже больше). Так получилось, что первым моим источником был полный мост на 1,5kW с PFC, который, неожиданно для меня, получился похожим на Phase-Shift Full Bridge (во всяком случае, ZVS держал практически во всем диапазоне нагрузки) . Собрано было это чудо на новейших в то время IRFP460 (пожечь которые пришлось, конечно). И даже работало надежно - несмотря на все недостатки ключей. Если бы тогда довелось прочитать эту тему - забил бы на силовую немедленно и навсегда.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|