Помогите разобраться с драйвером Mosfet ) Опции

[egori4]

Имеется драйвер irs2186pbf выходной ток до 4А. Хочется до конца разъяснить, как лучше выполнить его обвязку...
1) можно ли запитывать бутстрепный конденсатор от DC-DC и соответственно выкинуть диод из схемы, через который в классической схеме происходит его зарядка?
Сразу скажу, что вот на этом форуме говорят что нельзя из-за проходной емкости....http://www.microchip.su/showthread.php?t=15964
2) Обязатен ли резистор в цепи затвора и как его считать? по току кз? R=U/Imax=15В/4А= примерно 4 Ом кто что скажет?)
3) Нужна ли в затворе ферритовая бусинка? сама по себе или как дополнение к резистору из п.2
Здесь рассматривается паралельная работа мосфетов и есть про эту самую бусинку....http://www.power-e.ru/2005_01_34.php
4) Нужно ли ставить ограничительный резистор по току на питание драйвера (в случае защелкивания драйвер не сгорит) а также поставить такой же резистор на DC-DC питающий бустрепный конденсатор?
про защелкивание тут http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=88778 и вот тут http://www.avislab.com/blog/ir2101/
интересует там пост "Правильная шотка меж выходной и земляной ножками драйвера от этого должна спасти. " кто что скажет?
5) нужны ли TVS диоды в цепи затвора между Gate и Sourse ?
Схему ориентировочную прикладываю, а дальше надеюсь отредактируем совместно ))))))))))))))
Токи планируются большие 50-150А в фазе. Каждая фаза состоит из 10 транзисторов irfp4668pbf (5 вверху и 5 внизу) каждая пара управляется своим драйвером. Паралельно верхней пятерке Ультрафаст диод + защитный диод....паралельно нижней пятерке тоже самое....Описываю потому что не стал это все разрисовывать и нарисовал просто 2 транзистора управляемых от одного драйвера...Надеюсь понятно изложил ))))

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Integrator1983]

можно ли запитывать бутстрепный конденсатор от DC-DC и соответственно выкинуть диод из схемы, через который в классической схеме происходит его зарядка?

Можно.

Сразу скажу, что вот на этом форуме говорят что нельзя из-за проходной емкости....

Бред.

Обязатен ли резистор в цепи затвора и как его считать?

Как правило, необходим. Этот резистор определяет ток перезаряда затвора и , соответственно, скорость коммутации ключа. Иногда можно работать на внутреннем сопротивлении драйвера, но чаще - нет. Считать - по допустимой скорости ключа (гуглится по фразе mosfet gate driver Application Notes).

Нужна ли в затворе ферритовая бусинка? сама по себе или как дополнение к резистору из п.2

Можно без нее, но иногда лучше с ней. Позволяет задавить ВЧ-колебания в затворе при незначительном снижении скорости перезаряда. Особенно, при параллельном соединении нескольких ключей.

4) Нужно ли ставить ограничительный резистор по току на питание драйвера (в случае защелкивания драйвер не сгорит) а также поставить такой же резистор на DC-DC питающий бустрепный конденсатор?

Скорее нет. Если драйвер защелкивается - сгорает ключ, а за ним - и драйвер с вероятностью 99%. Поэтому нужно не допускать защелкивания в принципе - низкоимпедансное питание выходного каскада драйвера (Low-ESR емкость по питанию), правильная (низкоиндуктивная) топология ПП, адекватный резистор в цепи затвора (п.2). Если соблюдать эти требования, то "Правильная шотТка меж выходной и земляной ножками драйвера от этого должна спасти." - лишнее. А резистор можно поставить разве что с целью получения RC-фильтра по питанию - чтобы с драйвера иглы никуда не бегали.

5) нужны ли TVS диоды в цепи затвора между Gate и Sourse ?

Скорее нет, чем да. Проще не допускать, чем потом бороться. Но для успокоения и очистки совести не помешают (сам часто ими грешу, особенно - в опытных образцах).

[НЕХ]

Токи планируются большие 50-150А в фазе. Каждая фаза состоит из 10 транзисторов irfp4668pbf (5 вверху и 5 внизу) каждая пара управляется своим драйвером. Паралельно верхней пятерке Ультрафаст диод + защитный диод....паралельно нижней пятерке тоже самое....Описываю потому что не стал это все разрисовывать и нарисовал просто 2 транзистора управляемых от одного драйвера...Надеюсь понятно изложил ))))

Если драйвер защелкнется (особенно, от открытия диода COM-Vb), то заряды могут подорвать (в прямом смысле) работу !
Поэтому следует использовать драйверы с полной гальванической развязкой - им не страшны залёты ниже питания.
Один драйвер и 5 повторителей на специальных биполярных транзисторах, близко к каждому силовому ключу.
На открытие - за скоростью не рвёмся - 5 Вольт за наносекунду напряжения на фазе уже перебор.

[egori4]

http://electronix.ru/forum/index.php?showt...15774&st=15

Тут говорят, что нужен синфазный фильтр после dc-dc, это так?

Если драйверы куплены уже те что написал, лучше отказаться и поставить гальванически развязаные? Кстати какие тогда посоветуете? И если не сложно набросайте схемку с повторителями на биполярных транзисторах и какие там лучше применить? К сожалению я не силен в сильноточной электронике(((( заранее спасибо!)))

Просто наверняка не у меня одного такие вопросы...готовой схемы силового каскада я не нашел на просторах интернета...они конечно есть, но сразу видно что в них не учитены нюансы и в реале им прийдет кирдык((( поэтому хотель бы некую обобщенную схему силовой части и некую рекомендацию по подбору номиналов и компонентов))) если кто-то набросает нечтоподобное, то вери вери биг ему будет!!)) и наверняка не только от меня!)

[Integrator1983]

Поэтому следует использовать драйверы с полной гальванической развязкой - им не страшны залёты ниже питания.

Защелкивание - свойство выходного каскада микросхемы драйвера. Т.е., если в драйвере хоть с полной, хоть с неполной гальванической развязкой присутствует буферная МСх - ее защелкнуть можно (хотя бы на паразитах ПП). Если только трансформатор с форсирующим транзистором - соответственно, нет.

Тут говорят, что нужен синфазный фильтр после dc-dc, это так?

Полезно. Иногда и по входу управления синфазный фильтр приходится ставить (я иногда ставлю 100пФ+DLW31+100пФ) - хорошая весчь.

готовой схемы силового каскада я не нашел на просторах интернета...

Силовой каскад - понятие очень шировое. Вам светодиод запитать или ускоритель частиц?

[egori4]

Нарисуйте пожалуйста этот фильтр) он на выходе dc-dc стоит? Мне BLDC питать...Uпит до 180в наверно...кстати реально это реализовать, если мосфеты 200в?

[Integrator1983]

Нарисуйте пожалуйста этот фильтр

Так эта... Любая картинка из гугля по "common mode filter" пойдеть. Типа такого:

Uпит до 180в наверно...кстати реально это реализовать, если мосфеты 200в

Скорее всего, никак. Вернее можно, но сложно. Проще ключи на более высокое напряжение взять.

[egori4]

А какое напряжение для них нормально будет? Мне проще ток увеличить...за картинку спс большое)

Сейчас напишу что к чему...

1) левый- тот что на нем верхний это между sourse и gate прямо на ножках мосфета нижнего. Тот что под ним, это между sourse мосфета и самим питанием(источник instek 3610)
2) посредине- тот что на нем верхний это тоже на этом самом мосфете. Тот что ниже это на нижнем конце нагрузки, верхним она на питании сидит соответственно.
3) правый- на нем sourse- gate верхнего ключа, нагрузка при этом между средней точкой моста и землей.

Питание во всех случаях 19.7 в, нагрузка резистор 200 ом. В затворах только бусинка без резистора.

В 1 клетке 500 ns по горизонтали, 10в по вертикали. Драйвера irs2186, ключи irfp4668pbf.

Я так понимаю, что открытие долгое тут в итоге?

Сообщение отредактировал egori4 - Oct 3 2013, 16:45

Эскизы прикрепленных изображений

 

[НЕХ]

Защелкивание - свойство выходного каскада микросхемы драйвера. Т.е., если в драйвере хоть с полной, хоть с неполной гальванической развязкой присутствует буферная МСх - ее защелкнуть можно (хотя бы на паразитах ПП).

Типовая гибель драйвера - превышение напряжения питания летающей части от отсутствия резистора, последовательно с бутстрепным диодом, или резистора и диода по минусу верхней части драйвера.
Как раз последнее очень поможет защелкиванию выхода токами затвора.
Если на сотню-другую наносекунд открывается диод COM-Vb, то заряд накапливается в кармане летающей части (она изолирована р-п переходом, а не диэлектриком).
Подача высокого напряжения после этого обернётся катастрофой.

[egori4]

Питание конечно хорошобы наверно от аккумулятора взять, это видно что здесь его колбасит((( но такой возможности нет.

Резистор и диод по минусу верхней части----- это D1-R3 в самой верхней схеме?

[НЕХ]

Резистор и диод по минусу верхней части----- это D1-R3 в самой верхней схеме?

Да, это они.

Драйвера делают AD, Silabs, Infineon...

Тестировать свои поделки надо не на резистор, а на индуктивную нагрузку.

картинки сжимать надо - не шедевр, а место занимают десятка более приличных.

Сообщение отредактировал НЕХ - Oct 3 2013, 06:17

[egori4]

С телефона пишу, поэтому со сжатием картинок гемор. В принципе я так понял, что и эти драйвера сгодятся? Естественно от логической части их оптроном отвяжу...

R3 какого номинала мощности туда ставить, посоветуйте...

R4,R5 нужны или лишние они там?

У DLW31 есть аналог какой, смотрю их в продаже сложно найти....

[Herz]

С телефона пишу, поэтому со сжатием картинок гемор.

И всё же постарайтесь перезалить, когда доберётесь до компьютера. Если они вообще ещё нужны будут.

[egori4]

Да конечно....перезалью

[_Pasha]

Предлагаю книжечку так, не напрягаясь, полистать

[egori4]

Предлагаю книжечку так, не напрягаясь, полистать

Та что апноуты IRF ?

[_Pasha]

Да, там старенькие AN/DT/TP

[egori4]

В основном я это все видел...ответов на мои вопросы в явном виде не нашел....В жизни все равно все знать не возможно....Я в одних темах разбираюсь, кто-то в других. В данном случае не хочется ставить перед собой задачу стать специалистом в силовой электронике. Я прекрасно понимаю, что в этом вопросе очень много подводных камней, несмотря на кажущуюся простоту схем, поэтому и спрашиваю на этом и на других форумах. Силовая техника ошибок не прощает, и бегать в магазин за пачками драйверов и транзюков, диодов у меня нет возможности. А чтобы нормально провести опыты, надо хотя бы от какой-то схемы отталкиваться и дальше ее обкатывать уже...Вот я и пытаюсь выяснить начальную схему хотя бы...потому-что в даташите на драйвер схема реально НЕ РАБОЧАЯ!

Вот например из апноутов их беру картинку и чего? в моем случае бустрепный кондер заряжается по другому...резистор по сути как понимаю так и вообще не нужен, поскольку заряд протекает по другому. А в остальных схемах так и вообще нет ни диода этого ни резистора и чего дальше? А что-то типа TVS диодов в затворах так и вообще нигде там не видел. Так же как и упоминаний о том что паралельно транзисторам надо ставить защитные диоды ( я не шотки и не ультрафасты имею в виду это само собой...) ни одной схемы или упоминания о том что можно запитать верхний каскад от отдельного гальванически развязаного источника...в одних схемах они рисуют пару элементов, в других других пару...но нет ни одной реально законченой схемы)))) Наверно там можно почерпнуть полезные вещи, но только в том случае если уже реально шаришь в этом...

Сообщение отредактировал egori4 - Oct 3 2013, 17:55

Эскизы прикрепленных изображений

 

[egori4]

Скорее нет. Если драйвер защелкивается - сгорает ключ, а за ним - и драйвер с вероятностью 99%. Поэтому нужно не допускать защелкивания в принципе - низкоимпедансное питание выходного каскада драйвера (Low-ESR емкость по питанию), правильная (низкоиндуктивная) топология ПП, адекватный резистор в цепи затвора (п.2). Если соблюдать эти требования, то "Правильная шотТка меж выходной и земляной ножками драйвера от этого должна спасти." - лишнее. А резистор можно поставить разве что с целью получения RC-фильтра по питанию - чтобы с драйвера иглы никуда не бегали.

Если честно не очень согласен с этим...например IRFP4668PbF в импульсе держит очень приличный ток, поэтому если драйвер оставит его открытым и пойдет сквозняк, есть вариант что сработает защита по току, также если посидеть подумать скорей всего можно считывать напряжение в средней точке и перед открытием второго в паре транзистора проверять это самое состояние, а чтобы не было тормозов, попросту завести на логику ПЛИС, с которой идет управление ключами и шим.

[Integrator1983]

если драйвер оставит его открытым и пойдет сквозняк, есть вариант что сработает защита по току

Сработает. И что? Ключ кто закрывать будет?

[egori4]

Сработает. И что? Ключ кто закрывать будет?

питание на драйвера пересбросить и все...а вообще естественно надо избежать этого....но надо и предусмотреть что такое возможно, просто в первом случае надо пересбрасывать питание и например увеличить номинал резистора в затворе. А во втором случае надо идти и покупать замену, а потом все тоже самое проделывать.

В конечном варианте конечно никакие защелкивания не допустимы...но и сделать с первого раза этот самый конечный вариант врядли получится, разве что затягивать переключения, делать все с большим запасом.

Сейчас речь идет по сути об опытном образце, но его желательно максимально приблизить к конечному! И в первую очередь надо определиться со схемой и номиналами элементов. Следующем этапом продумать как это все расположить с учетом минимизации паразитных вещей и возможности хорошо отводить тепло при этом. Затем изготовить и подгонять под требуемые результаты. Вообще есть на форуме человек который реально использовал подобные драйвера в реальных схемах работы на индуктивную нагрузку с большими токами? Очень хочется глянуть на схемотехнику....

Вот то что ссылкой давал http://www.avislab.com/blog/ir2101/
Еще бы если б автор еще и описал почему так происходит и рекомендации по подбору элементов, то вообще супер было бы...
К примеру R1, R2 берем не меньше чем способен дать тока драйвер R=Uпит/Iмакс. драйвера. Но и не больше....чтобы не было слишком резкого dI/dt которое повлечет за собой....
Также если его взять слишком большим, то при большом dU/dt возрастает вероятность самопроизвольного открытия транзистора.
Конденсатор бустрепный расчитываем так-то так-то (взято из апноута IRF) если взять с запасом -ничего страшного (в случае питания от Dc-dc), т.е. смело ставьте например 50 мкф и можете не заморачиваться с расчетами.
Диод применяйте ультрафаст, потому что ......
ну и т.д.

Ну и по расположению элементов небольшие рекомендации...типа если ставите бусинку то максимально близко к затвору, не забудьте разнести земли ....и т.д. Если человек в этом всем разбирается и имел практической опыт реализации всего что пишет- ни чего сложного нет в том чтобы расписать такие вещи.

Сообщение отредактировал egori4 - Oct 3 2013, 20:23

[НЕХ]

хотя бы...потому-что в даташите на драйвер схема реально НЕ РАБОЧАЯ!

...резистор по сути как понимаю так и вообще не нужен, поскольку заряд протекает по другому. А в остальных схемах так и вообще нет ни диода этого ни резистора и чего дальше?

Вы вообще не вникли в предназначение этого резистора !
рано вам ещё в силу лезть...
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-6076.pdf

Очень хочется глянуть на схемотехнику....

http://fotkidepo.ru/?id=photo:872475
http://fotkidepo.ru/?id=photo:850057

Также если его взять слишком большим, то при большом dU/dt возрастает вероятность самопроизвольного открытия транзистора.

беда приходит не от этого...

...ни чего сложного нет в том чтобы расписать такие вещи.

только пока никому не удавалось...

Сообщение отредактировал НЕХ - Oct 3 2013, 20:31

[egori4]

За документ спасибо! сейчас спать уже пойду, завтра повникаю...
Схемотехника, не в смысле фотки как выглядит плата, а принципиальные схемы...

А вообще было бы супер сказать на словах по человечески, чтобы понятно было и покрепить это все фактами)))) например таким документом, приктаческой реализацией, осцилограммами и т.п. )))))

[egori4]

Смотрю...столько тем с этим вопросом...Почему бы один раз не помощь и не выложить пояснения...
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...112535&st=0
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...110443&st=0
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=112535
И на других форумах тоже...

[egori4]

В общем, как я понял...При работе полумоста на индуктивную нагрузку, при закрытие верхнего транзистора, ток из-за индуктивности продолжает течь через диод нижнего ключа, при этом получается, что точка между двумя транзисторамит (в дальшейшем точка выхода на фазу) имеет потенциал ниже земли и при этом если отсутствует резистор R3 в самой первой схеме этой темы, то напряжение на ножке Vs становиться ниже напряжения на ножке Com драйвера микросхемы. Этому способствует также паразитная индуктивность между транзисторами. При этом в зависимости от разницы этого напряжения возникают последствия. Таким образом R3 обязателен для "развязки" точки между точкой выхода на фазу и ножки Vs, а наличие диода D1 примерно гарантирует, что напряжение на Vs не будет ниже Com на величину напряжения падения на диоде D1. Таким образом с одной стороны желатьльно поставить R3 номиналом побольше, чтобы уменьшить ток через него при опускании точки выхода на фазу ниже нуля, а с другой стороны надо понимать, что через него течет также ток при закрытии верхнего транзистора при разрядке паразитных емкостей, и чем больше номинал R3, тем медленней будет закрытие транзистора!!!!!
Это мое личное понимание вопроса.

Сообщение отредактировал egori4 - Oct 5 2013, 11:54

[_Pasha]

Я не обратил внимания на то, что токи у Вас 50-150 ампер. Это автоматически означает, что использовать полумостовые драйвера на технологии IR нежелательно, потому что опто* рулят.

[egori4]

Я не обратил внимания на то, что токи у Вас 50-150 ампер. Это автоматически означает, что использовать полумостовые драйвера на технологии IR нежелательно, потому что опто* рулят.

А какие опто посоветуете?
И такой вопрос -на каждый mosfet свой оптодрайвер ставить надо, или можно на выходе с оптодрайвера некий усилитель по току собрать и паралельно запитать несколько mosfet?

Сообщение отредактировал egori4 - Oct 5 2013, 14:03

[Plain]

Не опто- тоже вариант:

http://www.silabs.com/products/power/isola...technology.aspx