Методы борьбы с паразитной индуктивностью, при переходных процессах, mosfet, для тока 1000-3000А Опции

[jeka]

Отстраиваю силовой модуль, феты IRFP4468 (100v, 180A avalanche current, 1100A peak current, avalanche energy ~500mJ).
Схема - классический мост, т.е. 2 ключа - с плюса и с минуса, 3 фета параллельно.
Хочется добиться хорошего КПД => высокой скорости переключения. Сейчас упёрся в то, что при быстром закрытии ФЕТа, если рабочий ток на фазе более 1200А, на ФЕте образуется всплеск высокого напряжения из-за того, что он закрывается слишком быстро, а индуктивность цепи между плюсовым и минусовым ФЕТом мешает току быстро перетечь с только что закрытого фета на противоположный.
Решения, которые я вижу, следующие:
- поставить больше ФЕТов параллельно, чтоб ток лавинного пробоя распределялся - сильно увеличит стоимость и габариты, вообщем плохой вариант.
- перекомпоновка платы с целью минимизации индуктивности силовых дорожек к транзисторам - вариант, возможно кто предложит более правильную компоновку с сохранением технологичности сборки?
- увеличить время закрытия транзистора до безопасного - это понятно, но нагрев хочется минимизировать. Текущее время безопасного переключения 600-900нс - как-то многовато для хорошего КПД.
- поставить близко к транзисторам что-то наподобие трансила или диода с большим током лавинного пробоя, который сможет поглотить этот импульс. Хорошее решение, но не знаю такого компонента, чтоб дешево и сердито было? Трансил думаю пробьет сразу, диоды на такой ток дорогие получаются. Может что еще есть?
- поставить дополнительную емкость сток-исток, которая будет частично эту энергию забирать на себя. Недавно этот вариант придумал, надо просчитать-помоделировать-проэесперементировать. Возможно хорошее решение.

Может что-то знает/пробовал какие-либо другие решения?

п.с. прикрепляю 2 фотки. Компоновку платы (силовые дорожки проложены массивными шинами)
Вторая - осциллограмма момента пробоя. Желтый - напряжение затвора, синий - напряжение сток-исток.
Собственно момент пробоя - когда напряжение после плавного возрастания до 120 вольт резко падает. Снял осциллограмму тока на фазе, но там ничего интересного. Осциллограмму динамики изменения тока на транзисторе не снял, но планирую.

[krux]

на буржуйской плате отчётливо видно 8-ми слойную печатную плату.

[Огурцов]

на буржуйской плате отчётливо видно 8-ми слойную печатную плату.

тоже недавно задумался: 4 - неубедительно, 6 - было бы не плохо, 8 - совсем хорошо

Да. На токе до 600 ампер можно хорошо задирать скорость

так зачем 1200 там, где по паспорту не должно быть даже 600 ?

Они где-то писали что 100v феты проверяются на заводе на отсутствие пробоя на напряжении 115 вольт. Т.е. минимум 115 вольт у них есть.

сколько у вас питание, думаю, 48 вольт ?

Например, дополнительная нагрузка из-за всплеска тока при открытии.

вы не поняли, куда напаивать - шунтируем полумост, а не ключ

Еще думаю как топологию изменить, чтобы плюсовой и минусовой блок ФЕТов разместить так, чтобы плюс и минус питания этих блоков были рядом, и на них конденсаторов налепить.

ключи в два ряда с одного(+) и с другого(-) края платы, драйверы рядом с ключами
я по три ключа баянил - не понравилось, из-за разводки, лучше целыми модулями набирать

Сообщение отредактировал Огурцов - Dec 24 2016, 15:53

[jeka]

так зачем 1200 там, где по паспорту не должно быть даже 600 ?

По даташиту: 180 долговременно и 1100 в пике, при условии выброса энергии в этом пике на кристалле ниже заявленной.
Если честно, эти 180 из пальца высосаны. Ибо непонятно какой теплоотвод от ножек использовался и какой теплоотвод от кристалла. Ибо подложки - узкое место. Ибо основной градиент температуры у них. На практике можно и 300А на транзистор несколько секунд давать при нормальном теплоотводе от ног и кристалла.
Плюс, фаза работает не постоянно, а примерно 65% времени. Плюс ток то на нижнем, то на верхнем ключе.

Так вот задача чтоб кратковременные перегрузки не давали убить модуль. Хочется довести модуль до нормальной работы в предельных заявленных производителем режимах.

сколько у вас питание, думаю, 48 вольт ?

30-90. Оптимально 80 (максимальную мощность можно выжать)

вы не поняли, куда напаивать - шунтируем полумост, а не ключ

Там и так напаяно. Только ближе при такой топологии не напаяешь. Ибо индуктивность складывается из индуктивности конденсаторов по питанию+дорожки питания+дорожки выхода фазы, соединяющие верх с низом, и индуктивность транзистора с его ногами. А надо 1000А до 200А опустить в идеале за 10нс... В реальности 200нс с новой разводкой если добьюсь - будет отлично.

[Огурцов]

65%

корень из 1 / 65% == +25% максимум на что можно закладываться
и то я бы не стал, ибо у вас баян и нужно учитывать неидеальное распределение токов между ключами

Там и так напаяно. Только ближе при такой топологии не напаяешь.

разверните тройки ключей на 90 градусов, максимально приблизьте верхние и нижние ключи друг к другу и между полигонами земли и питания накидайте керамики