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.

[perfect]

по картинке нищеброда достаточно где-то одного слоя

На картинке сварочник фазосдвигающий резонансник , так что амперы и ужасы наногенри разводки совсем другие.

[_Sergey_]

..ужасы наногенри..

Ну как бы если смотреть на наногенри, то при 600А 4.2мкГн нагрузки достаточно,
чтобы сжечь полевик при резком закрытии.

Во всех версиях трассировки видны приличные петли, со значимой индуктивностью.

[dinam]

Вставлю свои 5 копеек. С такими токами не работаю, но может поможет. Смысла в керамических конденсаторах по питанию вообще не вижу. При таком напряжении питания мало чего от ёмкости керамики остаётся. Я электролиты low ESR стараюсь поближе разместить да количеством побольше. Какой у вас тип электролитических конденсаторов?
Сам недавно наткнулся на сильные перенапряжения на резисторе 2010-0,75-0,1 Ом. Думал это сквозные токи в полумосте. Только недавно обнаружил, что у него у него офигенная индуктивность. Заменил на 10 шт. в корпусе 0805. Так при выключении идеальный график- ни одного всплеска. Прямо как как в симуляторе

[Herz]

Сам недавно наткнулся на сильные перенапряжения на резисторе 2010-0,75-0,1 Ом. Думал это сквозные токи в полумосте. Только недавно обнаружил, что у него у него офигенная индуктивность. Заменил на 10 шт. в корпусе 0805. Так при выключении идеальный график- ни одного всплеска. Прямо как как в симуляторе

Это интересно. Даже несмотря на увеличение длины подводящих проводников? Они ведь удлинились? Хотя, вполне объяснимо, учитывая то, что резистор, скорее всего, был "Wraparound". Странно другое, что даже для чип-резисторов "Suitable for current sensing and shunt" не указывают в даташитах величину индуктивности. Или редко указывают. Надо, видимо, просто брать специальные безындукционные резисторы.

[dinam]

Это интересно. Даже несмотря на увеличение длины подводящих проводников? Они ведь удлинились? Хотя, вполне объяснимо, учитывая то, что резистор, скорее всего, был "Wraparound". Странно другое, что даже для чип-резисторов "Suitable for current sensing and shunt" не указывают в даташитах величину индуктивности. Или редко указывают. Надо, видимо, просто брать специальные безындукционные резисторы.

Нет длина не увеличилась. Наоборот, уменьшилась на порядки. Т.к. вместо одного длинного на плате запаял 10 мелких корпусов. Был такой. Да, индуктивности корпусов я не нашел. Нашел правда для мелких корпусов импедансы в зависимости от частоты.

[AlexandrY]

Нет длина не увеличилась. Наоборот, уменьшилась на порядки. Т.к. вместо одного длинного на плате запаял 10 мелких корпусов. Был такой. Да, индуктивности корпусов я не нашел. Нашел правда для мелких корпусов импедансы в зависимости от частоты.

Шило на мыло.
За то перестали правильно измерять напряжение на таком "резисторе"
Да и индуктивность этой цепи вы могли изменить таким образом раза в два не больше, какие там порядки?
Кардинальных перемен такая замена принести не могла.

Так всего ведь 5мм, вроде не такой уж длинный. И странно, что указано просто 'thick film'. У этих хоть честно написано: 'wraparound'.

А в чем магический смысл по вашему в слове 'wraparound'?

[dinam]

Указывают, но не все производители

Я видел этот datasheet раньше, но там указана индуктивность для других типов корпусов. А мне хочется увидеть индуктивность 0805 и 2010.

Шило на мыло.
За то перестали правильно измерять напряжение на таком "резисторе"
Да и индуктивность этой цепи вы могли изменить таким образом раза в два не больше, какие там порядки?
Кардинальных перемен такая замена принести не могла.

Странно читать такие слова от модератора. Почему неправильно измеряется напряжение на параллельных резисторах? Похоже у вас серьёзные провалы в основах электроники. Только недавно вам объяснял про конденсаторы. Теперь очередь дошла до индуктивностей При параллельном соединении элементов их общая индуктивность уменьшается в n раз, где n количество параллельно соединенных элементов. Поэтому я смею утверждать, что итоговая индуктивность снизилась больше, чем в десятки раз. В 10 раз потому, что 10 резисторов и ещё больше потому, что на мой взгляд индуктивность резистора 0805 меньше, чем 2010. Посмотрите на резисторы, которые привел в пример Владимир - это по сути параллельное соединение мелких резисторов в одном корпусе. Именно поэтому в том числе, например, ставят много мелких конденсаторов вместо одного большого. Вы бы так безапелляционно не говорили в тех вещах, где не очень разбираетесь.
Ну и напоследок фотка этого участка платы для наглядности. На одной фотке как было, на другой как стало.
Кстати удивил меня ещё один момент. Более, чем в два раза разница между пиком напряжения на крайних резисторах. Т.е, например, на самом левом он есть, а на самом правом первоначального пика нет. Похоже индуктивность монтажа великовата.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[AlexandrY]

Кстати удивил меня ещё один момент. Более, чем в два раза разница между пиком напряжения на крайних резисторах. Т.е, например, на самом левом он есть, а на самом правом первоначального пика нет. Похоже индуктивность монтажа великовата.

Танцы с бубном?
У кого там серьезные провалы?

Да не убедите что на такой макетке с мизерными токами вы вдруг обнаружили влияние индуктивности шунта.
Небось даже дифференциального щупа для таких измерений не имеете.

[dinam]

Да не убедите что на такой макетке с мизерными токами вы вдруг обнаружили влияние индуктивности шунта.

Странный вы человек. Я недавно выкладывал схемку для LTspice в которой я моделировал эту плату. Так вот если в ней задать ток 4А. В исток нижнего полевика поставить индуктивность 3 нГн, а это меньше чем у корпуса 2010, если прикинуть по недавно выложенному тут datаsheet. То всплеск на ней порядка 1 В. И это без учета индуктивности монтажа и активного сопротивления резистора. А это уже точно - каюк микросхеме драйвера А4989.