реклама на сайте
подробности

 
 
> IGBT.Топология.Танцы с бубном., В трехфазном мосту горит один транзюк
_Pasha
сообщение Mar 31 2008, 08:14
Сообщение #1


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Доброго времени суток!
История болезни:
Мое изделие, скромно называемое преобразователем частоты, имеет на выходе трехфазный IJBT-мост, который собран на IR2233/IRG4PH30KD. При этом данное решение обеспечивает управление двигателями номиналом до 2,2кВт, а при небольшом "разгоне"(другие электролиты, следующие по линейке транзисторы, пропайка силовых полигонов и т.д.) - до 3,7кВт. Без особых проблем работают на чуть меньше сотни объектов уже до 2-х лет.
Так я считал до вчерашнего дня.
Позавчера ко мне вернулся прибор, который проработал 6-8 часов. Нагрузка - 3кВт. Диагноз - пробой транзистора по затвору. На фото он уже выкушен. Это было в нижнем плече.
[attachment=19389:attachment]

Выводы - никаких выводов не делать. Потому что в десятке мест стоит 3.. 3,7кВт и работает. Да и топология правильная - минимум расстояния (эмиттер верхнего - коллектор нижнего)

Вчера ко мне попал прибор, который проработал 1 год. Нагрузка - 3кВт. Диагноз - пробой транзистора по затвору. На том же месте (посередине), только верхнее плечо.

Вывод: 2,2 кВт есть предел для данной топологии, что меня не устраивает.

На приведенном ниже фото (а это обратная сторона платы) видно, как я борюсь с индуктивностью шины - кондюк 100нФ пленка в конце
[attachment=19390:attachment]

Ессно, ничего не мешает поставить еще кондюк - посередине шины.
Но прежде хотелось бы обсудить физику процессов, приводящих к пробою затвора СРЕДНЕГО транзюка. Самое непонятное - какого хрена оно все-же работает, причем стабильно в 98% случаев. Откуда там берутся перенапряжения?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
_Pasha
сообщение Mar 31 2008, 21:30
Сообщение #2


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Herz @ Mar 31 2008, 22:10) *
Когда-то помогал в похожей ситуации стабилитрон по затвору. Кроме того, проверьте блок на предмет попадания влаги на плату.


Стабилитрон не получается - слишком длинные выводы, не поможет. Да и неудобно там. В общем, дорабатывать схему поздновато smile.gif
А вот насчет влаги beer.gif спасибо огромное, что напомнили. Я уж было от волнения рассудок потерял. В обоих случаях влага могла попасть.

Цитата(Прохожий @ Mar 31 2008, 23:26) *
Простите, возможно проглядел. А как звонится коллектор-эмиттер "убитого" транзистора? И еще вопрос. Есть ли некое сопротивление у пробитого затвора, или закоротка глухая?

1) Rg = 9Ohm Rce = 2Ohm (там где прожил 6-8 часов)
2) все наглухо. (там где прожил год)

Ну, в общем, к вечеру выяснилось, что второй случай (там где проработало долго) потянул за собой и драйвер, так что выводы делать все-же нельзя - ремонтировать, да и все.
Да и вообще его летом водой заливало - спасала защита (не стартовал). Я даже на форуме где-то хвастался по этому поводу. Видать, зря - 380 хвастунов не любит.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Mar 31 2008, 22:12
Сообщение #3


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 01:30) *
Стабилитрон не получается - слишком длинные выводы, не поможет. Да и неудобно там. В общем, дорабатывать схему поздновато smile.gif
А вот насчет влаги beer.gif спасибо огромное, что напомнили. Я уж было от волнения рассудок потерял. В обоих случаях влага могла попасть.
1) Rg = 9Ohm Rce = 2Ohm (там где прожил 6-8 часов)
2) все наглухо. (там где прожил год)

1) Тогда у Вас на руках типичный случай перенапряжения на отдельно взятом транзисторе. Так называемый "прокол" структуры. Часть структуры осталась как бы целой. Отсюда и остаточные сопротивления.
2) Этот случай - продолжение первого, когда запоздала защита. Транзистор уже успел "свариться" в "точку".
Все это дело лечится следующим образом:
1. Обязательно наличие простейшего RCD снаббера на каждом из транзисторов.
2. Обязательно параллельно снабберу (транзистору) - ветка из ограничителей 1.5КЕхххА вольт на 750- 900.
3. Желательно - отрицательное напряжение для запирания транзистора, чтобы избежать влияния наводок из-за сверхтоков (которые редко, но имеют место быть) на затворные цепи.
4. Рекомендация. Чаще всего эта беда случается из-за сбоев по управлению. IR2233, не лучший вариант для этих целей. Уважаемые производители приводов используют для этих целей гальваноразвязанные источники питания управляющих цепей верхних транзисторов, передачу управления наверх через оптопары и достаточно "жесткие" драйвера.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Mar 31 2008, 22:50
Сообщение #4


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Прохожий @ Apr 1 2008, 02:12) *
IR2233, не лучший вариант для этих целей.

Если рассмотреть описанную связку IR2233 + IRG4PH(20/30/40)KD и цену на это хозяйство - то буду спорить до хрипоты smile.gif
Насчет сбоев по управлению - в самое яблочко! Только вопросы все-же есть.
При пропадании питания (у меня импульсника нет - обычный транс) на контроллере выгребает BOD на 4.3 вольта. Раз сбросившись, контроллер генерацию продолжать не будет.
На драйвере - UVLO.
Если предположить, что опасная область находится где-то чуть выше порогов срабатывания защит, то что остается носителем опасности? АЦП контроллера - не может, потому что при понижении питания (и в т.ч.опорного напряжения) показания АЦП всех каналов растут. А это значит, что, например, обратная связь по напряжению на конденсаторах DC шины не будет приводить к увеличению интервала включения транзюка. Но вот само напряжение шины падает - кондюки разряжаются. Может, я где-то в начале разрядки нарвался?
Но, опять же, токовая защита в таких случаях обычно все разруливает.

P.S. Немного недопонял: "прокол" по затвору или коллектору ?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Apr 1 2008, 09:13
Сообщение #5


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 02:50) *
Если рассмотреть описанную связку IR2233 + IRG4PH(20/30/40)KD и цену на это хозяйство - то буду спорить до хрипоты smile.gif

Это Ваше законное право. Но в свое оправдание могу сказать, что такое решение я видел только в маломощных наидешевейших приводах от Lenze. Скажу сразу, в эксплуатации - гадость несуразная.

Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 02:50) *
Насчет сбоев по управлению - в самое яблочко! Только вопросы все-же есть.
....

В свое время был тщательно изучен такой зверь, как IR2125 в качестве драйвера верхнего ключа. Верхнее питание было подано внешнее, гальваноразвязанное от нижнего. Токовый вход закорочен.
Так вот, эта МС сбоила по-черному - выдавала ложные импульсы, когда не надо и укорачивала те, которые надо. Нагрузкой служил транзистор IRF840. Топология преднамеренно была ухудшена, но не катострофически. Вывод тогда был сделан однозначный - продукция от IR данного типа по своему прямому назначению использована быть не может.
Совсем недавно был испытан монолитный драйвер от MICREL с инверсным входом MIC4451BM. Выход 12 А. Нагрузка IRG4PC50W в количистве 2 шт. параллельно. Результат - начиная с суммарных токов порядка 40 А через эти транзисторы драйвер ведет себя крайне неадекватно - аналогично рассмотренному выше.
Наилучшие результаты при худшей топологии получены на "рассыпных" драйверах на 4-х ПТ (старинная схемка от IR) - никаких сбоев. Эксперимент был прекращен по достижению максимальных токовых и напряженческих ограничений.
Вывод: монолитные драйвера - вещь потенциально опасная.

Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 02:50) *
P.S. Немного недопонял: "прокол" по затвору или коллектору ?

Насколько я понял из пояснений в свое время - происходит разрушение отдельных транзисторов ячеистой структуры, причем по-всякому. Все зависит от того, что пробивается в начале. Основной вывод состоит в том, что пробой вызван высоким напряжением КЭ в сочетании с большой скоростью нарастания напряжения при запирании.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Apr 1 2008, 09:32
Сообщение #6


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Прохожий @ Apr 1 2008, 13:13) *
В свое время был тщательно изучен такой зверь, как IR2125
Так вот, эта МС сбоила по-черному - выдавала ложные импульсы, когда не надо и укорачивала те, которые надо.

Дык это питальник или далеко был, или поганенький. Укорачивала - из-за UVLO, ложные импульсы (я так понял, на включение) - из-за завязок по управляющему минусу питания.
В том и дело, что когда бутсреп используется, таких граблей минимум.
Зато есть другие smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Apr 1 2008, 10:00
Сообщение #7


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 13:32) *
Дык это питальник или далеко был, или поганенький. Укорачивала - из-за UVLO, ложные импульсы (я так понял, на включение) - из-за завязок по управляющему минусу питания.
В том и дело, что когда бутсреп используется, таких граблей минимум.
Зато есть другие smile.gif

С питанием все было в норме. Топология ухудшена в части подключения транзистора длинными проводами.
Тем более, что "рассыпной" драйвер от этого свободен. К стати, MIC4451BM в своем составе UVLO не имеет, как и "высоковольтного" информационного канала. Это просто мощный драйвер. Тем не менее...
Правда, в литературе по-честному предупреждают, что инверсные драйвера менее устойчивы своих "прямых" собратьев. Это связано с возможностью образования петли ПОС от выхода ко входу.
Что же касается бутстрепа, то геморрою там больше, чем экономии, лично мое мнение.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Apr 1 2008, 10:38
Сообщение #8


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(Прохожий @ Apr 1 2008, 12:00) *
С питанием все было в норме. Топология ухудшена в части подключения транзистора длинными проводами.
Тем более, что "рассыпной" драйвер от этого свободен. К стати, MIC4451BM в своем составе UVLO не имеет, как и "высоковольтного" информационного канала. Это просто мощный драйвер. Тем не менее...
Правда, в литературе по-честному предупреждают, что инверсные драйвера менее устойчивы своих "прямых" собратьев. Это связано с возможностью образования петли ПОС от выхода ко входу.

Что-то непонятно: как это?
Кроме того, как Вы объясняете факт, что микросхема драйвера начинает сбоить начиная с суммарных токов порядка 40 А через эти транзисторы...? Чем это вообще, кроме топологии можно объяснить? Откуда драйвер "знает" сколько току течёт через управляемый им транзистор? (Я не имею в виду специально заводимую ООС с датчика или "интеллектуального" ключа).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Apr 1 2008, 11:06
Сообщение #9


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(Herz @ Apr 1 2008, 14:38) *
Что-то непонятно: как это?
Кроме того, как Вы объясняете факт, что микросхема драйвера начинает сбоить начиная с суммарных токов порядка 40 А через эти транзисторы...? Чем это вообще, кроме топологии можно объяснить? Откуда драйвер "знает" сколько току течёт через управляемый им транзистор? (Я не имею в виду специально заводимую ООС с датчика или "интеллектуального" ключа).

Дык, и я про это же. Объясняю как было дело.
Косой полумост, собранный на указанных транзисторах, включенных в параллель попарно. Драйвера MIC4451BM, управляемые оптопарой 6N137. При обозначенных токах работает неустойчиво, причем не сразу, а через 20-30 секунд после наброса нагрузки. При меньших токах - все в норме.
Замена указанного драйвера "рассыпным", причем в "навес", с соблюдением элементарных правил, приводит к устойчивой работе не только на указанных токах, но и при бОльших.
Вот Вам и вся топология...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Apr 1 2008, 11:18
Сообщение #10


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Прохожий @ Apr 1 2008, 15:06) *
Дык, и я про это же. Объясняю как было дело.
При обозначенных токах работает неустойчиво, причем не сразу, а через 20-30 секунд после наброса нагрузки.

Явная температурная природа у этого явления.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Apr 1 2008, 11:24
Сообщение #11


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 15:18) *
Явная температурная природа у этого явления.

Если бы так все просто... При снижении токовых нагрузок все возвращалось на круги своя... Температура на МС постоянно контролировалась. Заметного ее увеличения зафиксировано не было.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Pasha
сообщение Apr 1 2008, 12:04
Сообщение #12


;
******

Группа: Участник
Сообщений: 5 646
Регистрация: 1-08-07
Пользователь №: 29 509



Цитата(Прохожий @ Apr 1 2008, 15:24) *
Если бы так все просто...

Насторожило:
1. IRG4PC50W - снижение порогового напряжения включения (Vth) от нагрева (11мв на градус), что дает 1.1В . На первый взгляд - ерунда, но:
2. Поскольку это - не CO-PACK, то внешние антипараллельные диоды, как вещи с повышенной индуктивностью, могут спровоцировать осцилляции -следовательно, при комбинации этих двух факторов ВЧ-звон создает такую ЭМ обстановку, что никакой драйвер путем не отработает.
Могло такое быть?
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- _Pasha   IGBT.Топология.Танцы с бубном.   Mar 31 2008, 08:14
- - НЕХ   Бывает... Вот Mitsubishi FR-S520 0.75kW тоже не по...   Mar 31 2008, 12:12
|- - proxi   Цитата(НЕХ @ Mar 31 2008, 15:12) Бывает.....   Mar 31 2008, 20:15
|- - Прохожий   Цитата(proxi @ Apr 1 2008, 00:15) Гибридк...   Mar 31 2008, 20:26
- - _Pasha   Кстати, Altivar 31 на 220В/1К5 недавно открыл - то...   Mar 31 2008, 13:05
|- - Herz   Цитата(_Pasha @ Mar 31 2008, 15:05) В общ...   Mar 31 2008, 19:10
|||- - Прохожий   Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 16:04) ...Пос...   Apr 2 2008, 07:35
||- - Herz   Цитата(Прохожий @ Apr 1 2008, 13:06) Дык,...   Apr 1 2008, 14:14
||- - Прохожий   Цитата(Herz @ Apr 1 2008, 18:14) И всё-та...   Apr 2 2008, 07:26
||- - _Pasha   Цитата(Прохожий @ Apr 2 2008, 10:26) И к ...   Apr 2 2008, 07:36
||- - Прохожий   Цитата(_Pasha @ Apr 2 2008, 11:36) Можете...   Apr 2 2008, 18:51
||- - _Pasha   Цитата(Прохожий @ Apr 2 2008, 21:51) Вот....   Apr 3 2008, 05:31
||- - x-men   Цитата(_Pasha @ Apr 3 2008, 11:31) Спасиб...   Apr 8 2008, 06:50
||- - _Pasha   Цитата(x-men @ Apr 8 2008, 09:50) Пр...   Apr 8 2008, 08:40
||- - _Pasha   Цитата(x-men @ Apr 8 2008, 09:50) Ес...   Apr 8 2008, 16:50
|- - Vacuum   Цитата(_Pasha @ Apr 1 2008, 00:30) Стабил...   Apr 8 2008, 10:28
- - repairDV   Можно поинтересоваться: что у вас используется в к...   Apr 1 2008, 14:46
|- - _Pasha   Цитата(repairDV @ Apr 1 2008, 17:46) Можн...   Apr 2 2008, 05:25
- - НЕХ   Пока есть табу на изменение цепей затвора, найти в...   Apr 2 2008, 07:11
- - _Pasha   Вы ж поймите - табу потому, что достигнут определе...   Apr 2 2008, 07:33


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 23rd July 2025 - 16:19
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01526 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016