IGBT - сквозные токи при переключении Full bridge, и управление igbt вообще Опции

[brag]

Доброе время суток!

Проектирую тут монстра средней мощности (5квт) - инвертор 200-280VDC -> 220VAC 50hz синус-подобие. с минимальной нагрузкой на выходе не выше 200вт (в идеале 50).
сразу взял пару мощных IGBT irgp50b60pd1, сунул в ltspice и начал смотреть. вроде все ок, только позже заметил очень неприятную вещ:
при малой нагрузке IGBT не успевает запиратся за время DT (конкретно 1-2uS) и при октрытии второго течет кратковременный импульс в несколько десятков ампер.
[attachment=34075:sthrought.gif]

модель
[attachment=34074:sch.gif]

X1 - типа драйвер.
полный мост не рисовал, просто нагрузил катушкой с кондерами полумост, на суть проблемы это не влияет.

на синем граффике видны сквозные токи до 60А.

из этой картинки видно, что время tdOFF (выключения), да и tF (время спада) , растет по мере уменьшения тока.
[attachment=34076:swtime.gif]

значит, по идее, симулятор не дурно выдал такой результат.
иными словами, заявленных 500нс на все переходные процессы далеко не достаточно при столь малых токах.
как это дело обходить? заюзать пару полевиков(хотя этим эффектом страдают все мощные транзисторы) или все же есть другие методы?
частота переключения - 30кгц. меньше взять не могу, тк будет сильный писк а девайс в домашних условиях работать будет.

[brag]

Все очень просто - никто не заметил, что при тех номиналах, что на схеме, будет режим разрывных токов. А модельку тулим для режима непрерывных.
Универсальная модель, которая работает и так, и эдак, например вот (http://ecee.colorado.edu/~pwrelect/book/PSPICE/index.html):

Ну и, сбс-но, вот, что у меня получилось - запаса устойчивости по фазе почти нет. Надо нуль где-то в районе 100 Гц. В схеме gyratora, кстати, было так.

в режиме прерывистых на определенных участках и низких нагрузках. когда нагрузка большая, то режимы мрняются. внизу прерывистый, почвыше по синусу переходит в непрерывный.
Спасибо, пойду разбиратся

Ну, если в пределах допустимого по мощности нужно обеспечить устойчивость - то проблем не вижу, делается и запас приличный даже.
От ХХ до чуть ли не КЗ.

а по выхосной емкости и скорости обработки динамически изменяемой нагрузке? это не комповый бп, где нагрузка постоянно имеет более-менее предсказуемый характер. и то там костылей натулено много

ОС включена после LC фильтра, то есть он вошел в петлю ОС.

а куда ее влепить? до LC мы получим просто прямоуголку...

Хорошо, что какое-то ESR заложено, но все же это, как упоминали выше (и не только я) - костыли.

да, самые натуральные пластиковые )

Однако, теоретически придушить все тупой коррекцией типа ПИ можно, наверное. Есть и несколько "но" - Вас при этом начнет волновать коэффициент передачи оптрона, например. А он с бооольшим разбросом. Ну и то, что задавится усиление в рабочей полосе - тоже не сильно приятно. Форму синуса, небось, хочется получить правильную? А амплитуду точную?

ну да. по этим причинам простой пи, и даже пид(наверное) сюда не катит.

Потому я и предложил обходить LC фильтр коррекцией на опережение - тогда в интересующем нас диапазоне усиление не будет иметь для нас такого значения, ибо везде будет запас по фазе, я обычно строю не хуже 150 (запас 30°) с выходом наверху на 90°.

это я че-то упустил или не понял. каким образом то делается?

Подробности у меня отработаны для случая просто ИИП-прямохода на фикс.выход, для АЦП на звуковой диапазон тоже.
Точно именно для Вашего случая - сейчас в работе, закончить планирую к августу. Но в принципе можете и сейчас применять - где-то тут я уже отчитывался, не помню только тему... Ну еще раз выложу для прямохода, принцип в общем тот же...Творчески переработать можно.
Боюсь, что для Вашей теперешней схемы потребуется например, еще 4 диода и резистор придачу... Но поглядим еще...

интересно посмотреть.... а 4 диода и резистор зачем и куда?

Коротить выход = размыкать ОС , тут никто не поможет. Разве что обойти и КЗ, сохранивши форму тока синусоидальную...зачем бы это нужно...ну неважно... А насчет экзотических нагрузок...всему есть мера. Обычные RLC проблемой большой не являются, а специально сочинять что-то активное, нарочно никто не будет...

при кз сработает другая часть схемы, а вот обычные RLC, которые включаются-выключаются в любое время нужно поддерживать.

Таки да, интегратор это ФНЧ. Если не нужно быстродействие ОС, можно валить АЧХ задолго до частоты среза LC-фильтра. Это называется корректирующая цепь 1-го типа. Но это хорошо для DC, т.е. когда "полезный" сигнал - постоянный ток. А у Вас тут полезный сигнал на частоте 50 Гц - 1-го типа может не прокатить. Стало быть в передаточной характеристике нужен нуль - это корректрующая цепь 2-го типа или два нуля (3-го типа). Ну, в мотороловском апноте, на который я давал ссылку, это ж все есть.

AND8143/D от onsemi?
тут только 3го типа может помочь (ПИД). хотя я больше склоняюсь к цифровой реализации с учетом тока об землю и/или тока в катушке, тока нагрузки, входного напряжения, выходного напряжения. но здесь нужно немало производительности, алгоритмы не тривиальные.

и еще о прямоуголке..
какая роль обратной связи в подобных class-d?
[attachment=34475:d.gif]
зачем в ОС прямоуголка с выхода? или ключи используются, как датчики тока?

[wim]

и еще о прямоуголке..
какая роль обратной связи в подобных class-d?
[attachment=34475:d.gif]
зачем в ОС прямоуголка с выхода? или ключи используются, как датчики тока?

Уменьшить влияние нагрузки. В цепи ОС всегда есть интегратор - пройдя через него из "прямоуголки" выделится полезный НЧ сигнал. Который сравнивается с опорным НЧ сигналом. Т.е. получается генератор НЧ сигнала нагруженный на LC-фильтр и какую-то (комплексную) нагрузку. Влияние LC-фильтра будет сказываться, в основном, за счет паразитных элементов дросселя и конденсатора. Это тоже можно промоделировать, только рассматриваются входной импеданс фильтра и выходной - генератора НЧ.

тут только 3го типа может помочь (ПИД).

Почему это? Тут считать надо - сколько всего фазы набегает. Если меньше 180, то и второго типа может хватить. А лишние грани кубика-рубика добавляют неопределенность.