Пробивается ФЕТ в плече full-bridge, при отрицательном запирающем потенциале Опции

[jeka]

Было стандартное плечо с двумя ФЕТами. Но при повышении напряжения на плече начала негативно сказываться паразитная емкость G-D, которая приоткрывала закрытый ФЕТ при быстром открытии противоположного транзистора.
Можно банально увеличить время открытия или доп.емкость на гейты, в которую будет остаток заряда всасываться. Это работает, но я хочу для уменьшения тепловыделения уменьшить время переключения и дедтайм.
Для этого переделал схему, в качестве закрывающего напряжения использую -12 вольт вместо потенциала ноги source. +-12 вольт для драйвера беру с трансформатора. В качестве земли для драйвера каждого плеча использую отдельный отвод от ног S ФЕТов.
И тут начались приколы - включаю схему без нагрузки и без силового напряжения. Смотрю осциллографом на гейты - все нормально работает.
Подаю силовое напряжение 50v, без нагрузки. И тут сюрприз - один фет сдох. Пробой.

Силовое напряжение 50v подаю через резистор 20 ом. На силовой части емкость 2000 мкф. Феты мощные, IRFP4468. В пробой из-за перегрузок по току не верится, т.к. ФЕТы выживали в гораздо более суровых условиях.
Вероятно, причина такого появления трупов кроется в превышении тока или напряжения гейтов.
Хотелось бы разобраться в проблеме, понять ее истинные причины. Кто-нибудь с подобным сталкивался?

p.s. upd: драйвер там мощный, гейт может тянуть вниз током 4А, вверх через 12 ом.

[jartsev]

Реальная схема подключения нужна.

PS. За что почётного участника получили?

[injener]

И тип транзисторов, их управление и порядок мертвого времени в студию

[Mike18]

Вероятно, причина такого появления трупов кроется в превышении тока или напряжения гейтов.

После доработки и введения в топологию последовательно с закрывающим драйвером источника отрицательного смещения, возросла паразитная составляющая относительно других элементов/цепей схемы. Найти её…

И попытаться зашунтировать.

Если бьётся затвор, то думаю, что бьётся в связи с критическим возрастанием потенциала на истоке относительно затвора посредством прохождения его изменения сквозь ёмкость боди диода.

Сообщение отредактировал Mike18 - Apr 20 2012, 17:32

[НЕХ]

Уж лучше иногда приоткрывается канал полевого транзистора, чем однажды откроется и уйдёт во вторичный пробой паразитный биполярный транзистор.
Какова величина резистора в цепи затвора ? Не велика ли добротность контура, образованного цепью затвора ?

[jeka]

В картинке схема нижнего плеча.

G_IN1- - к гейту
GND_PWR - к истоку

Верхнее плечо сделано аналогично, разница лишь в том, что питание подается через трансформатор (с рабочей частотой 500кГц). По питанию также добавлены 15v стабилитроны для защиты от выбросов.

p.s. Опечатался, GND_PWR - к истоку (source)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[jeka]

Mike18, про боди диод как-то не подумал. Скорость нарастания с таким драйвером как раз около критической. Спасибо за мысль, в понедельник еще раз проверю.

[НЕХ]

В картинке схема нижнего плеча.

Не проще ли применить LM5110 ?

[jeka]

Проще. Но цена останавливает - 1.5$ на микросхеме против 0.5$ на россыпи.

[НЕХ]

Но в Вашей схеме Q3 BC856 будет неконтролируемо насыщаться - BAS40 просится между коллектором и базой.
LM5110 покупал по 1,1$ и в нём 2 драйвера...

[jeka]

HEX, Q3 работает в ключевом режиме, вкл-выкл. Притензий к его работе пока не было. Не понимаю, что не так.

Похоже причина пробоя выяснилась. Просчитал du/dt боди-диода. Получилось, что скорость нарастания я в 2 раза превысил. IRFP4468 можно открывать током не более 0.5А

[Herz]

Похоже причина пробоя выяснилась. Просчитал du/dt боди-диода. Получилось, что скорость нарастания я в 2 раза превысил. IRFP4468 можно открывать током не более 0.5А

А какая метода такого расчёта, не трудно пояснить?

[jeka]

Смотрим параметр "reverse transfer capacitance". Это емкость обратной связи G-D. В процессе открытия ФЕТа она разряжается, создавая отрицательную обратную связь и как следствие обеспечивая плавность открытия. du/dt диода также известно. Из него находим ток, который обеспечивает разряд этой емкости за нужное время.
Еще есть график под названием "typical gate charge vs gate-to-source voltage". По нему хорошо виден процесс заряда гейта.

[vao]

Смотрим параметр "reverse transfer capacitance". Это емкость обратной связи G-D. В процессе открытия ФЕТа она разряжается, создавая отрицательную обратную связь и как следствие обеспечивая плавность открытия. du/dt диода также известно. Из него находим ток, который обеспечивает разряд этой емкости за нужное время.
Еще есть график под названием "typical gate charge vs gate-to-source voltage". По нему хорошо виден процесс заряда гейта.

Если честно - какая-то муть.
Может я что-то не понимаю, но уменя похожие транзисторы открываются токами 2А - и работают.

Затворы пробиваются (99% из 100%) по ричине превышения напряжения.

[_Pasha]

Обычно народ вводит отрицательное напряжение в т.ч. и для того, чтобы не усложнять затворную цепочку для исключения влияния reverse transfer capacitance, и обойтись одним резистором. А у Вас время выключения надкритическое. Резистор в эмиттере Q9 таки должен быть.. чуть ли не те же 12 Ом.
ЗЫ мсм, "сыграло" не только на превышении du/dt диода, но и на монтажных индуктивностях. И далее - пробой затвора.

Сообщение отредактировал _Pasha - Apr 24 2012, 07:29

[Integrator1983]

ЗЫ мсм, "сыграло" не только на превышении du/dt диода, но и на монтажных индуктивностях. И далее - пробой затвора.

Я не очень понимаю - откуда известно, что пробивается именно затвор? При Uds=0, как следует из 1 поста автора, ничего не горит. Скорее всего, при увеличении управляющего напряжения в 2 раза увеличилась скорость коммутации - и выносит ключ по dU/dt.

[georgy31]

У меня похожая беда была. Горели всегда два первых от питания. Навесил на них супрессор и ёмкость прямо на ноги, перестали. Видно при включении выброс происходит и превышается напряжение питания. У меня 2 таких мосфета открываются 9и амперным драйвером через 5 ом и ничего.

[jeka]

Повесил 25 ом на открытие вместо 12-ти, ФЕТы биться перестали. Все пока работает.
Pasha, монтажные индуктивности играют роль когда емкость затвора маленькая. В данном случае затворные 20нф хоть на сколько-то перезарядить - нужно некислый такой дроссель в затвор поставить

[georgy31]

А кто может подсказать, какой смысл применять такие мощные мосфеты? Ведь ноги, даже в своей широкой части больше 50 ампер не вытянут, да и отвод тепла на полной мощности будет слабым у такого маленького корпуса.

[jeka]

Чтоб грелся меньше на больших токах. А ноги в to247 по датащиту 195 ампер дежат. От выгорания на таких токах ноги спасает то, что тепло отводится на массивные дорожки и радиатор.

[georgy31]

Теперь понятно. Спасибо. А у вас выбрано допустимое напряжение в два раза больше вашего рабочего. Это так и положено, или как получилось? Можно было бы на 75 вольт поставить? У него параметры ещё лучше.

[Serg SP]

jeka, если не затруднит, напишите пожалуйста, какова задержка распространения сигнала вход/выход в Вашем драйвере и длительность фронтов нарастания/спада сигнала на затворе ключа.

[jeka]

Задержка сингала есть, специально не измерял, но на вскидку порядок - 1/4 мкс.
Serg, Нарастание и спад нелинейные, поэтому можно говорить о нарастании и спаде до определенного порога. Как дойду до работы смогу скинуть осциллограмму. Спад сейчас сделан раз в 8 быстрее, нарастание через 25 ом.
Кстати, при такой скорострельности переключения ВЧ-наводки стали источником глюков процессора. Еще не разбирались, но похоже что сбивается работа кварца.
georgy, это тестовое напряжение. В реальности будет рабочее до 100В.

[Serg SP]

Спасибо, jeka, было бы любопытно взглянуть на ослограммы. Задержка 0.25 мкС многовато для не оптического драйвера. У меня на оптике 3120 не больше 0.4 мкС. Если интересует схема с печаткой - выкладывал здесь:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...02061&st=15
Пост 28.