Однотактная схема индукционного подогрева. Проблема с надежностью., Как еще защитить силовые компоненты и от чего защищаться? Опции

[sind-rom]

Собрано поделие по мотивам индукционной плитки. Устройство должно подогревать металлические детали (сталь, алюминий) и часто работать вхолостую. Режим работы - квазирезонансный 48кГц (так кажется по-научному называется, включение IGBT в нуле коллекторного напряжения, форма напряжения на коллекторе - колоколообразная). Проблема - выход из строя IGBT, а иногда и драйвера! Причем IGBT погибает холодным (канифоль на корпусе не успевает расплавится). Думал пробой по превышению макс.допустимого Uкэ - посмотрел осциллографом, вроде нет, до придела далеко. Думал высоковольтные иголки - поставил конд-р в параллель к-э (на схеме синим цветом), разницы не заметил. Но почему вылетают драйверы? От чего еще надо защищаться?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Pasha]

Резистор в цепи затвора увеличить нельзя никак? Есть предположение, что Вы достигли максимума di/dt для данного варианта разводки пп.

[sind-rom]

Резистор в цепи затвора увеличить нельзя никак? Есть предположение, что Вы достигли максимума di/dt для данного варианта разводки пп.

В принципе можно по экспериментировать. Как я понимаю, di/dt проявляется как выбросы напряжения (поправьте меня, если я ошибаюсь). Подключал в целях подавления кон-р на к-э(на схеме синим), разницы нет. Выход из строя носит хаотичный характер.

[_Pasha]

В принципе можно по экспериментировать. Как я понимаю, di/dt проявляется как выбросы напряжения (поправьте меня, если я ошибаюсь).

Рассмотрим пока только цепь управления, т.к. выгорал и драйвер.
Там возможен такой вариант, что по эмиттеру пробежит "звон" и пробьет затвор. Т.е при включении, в идеале, в цепи управления мы греблей не огребем, при выключении - этим процессом мы не особенно можем управлять (мягкое выключение при КЗ - не в счет). Если бы что неправильно было вообще -давно уже сгорело бы при первом же выкл под током.

[sind-rom]

Рассмотрим пока только цепь управления, т.к. выгорал и драйвер.
Там возможен такой вариант, что по эмиттеру пробежит "звон" и пробьет затвор. Т.е при включении, в идеале, в цепи управления мы греблей не огребем, при выключении - этим процессом мы не особенно можем управлять (мягкое выключение при КЗ - не в счет). Если бы что неправильно было вообще -давно уже сгорело бы при первом же выкл под током.

Звон по эмиттеру - это увеличения потенциала силовой земли по отношению к земли сигнальной? Лечение - изменение топологии. Я Вас правильно понял? Видимо "звон" не давится TVS-ом, так как он не верно выбран (см.пред.пост.).
Все-таки не понял Вашу мысль. Так где же мы "огребаем греблей"?

[_Pasha]

Звон по эмиттеру - это увеличения потенциала силовой земли по отношению к земли сигнальной?
***
Так где же мы "огребаем греблей"?

Знал бы - сказал сразу. Как далеко нога PGND от эмиттера? Подключали ли Вы ее прямо к эмиттеру?
ЛАТРом пользовались для наладки на пониженном напряжении?

[sind-rom]

Знал бы - сказал сразу. Как далеко нога PGND от эмиттера? Подключали ли Вы ее прямо к эмиттеру?
ЛАТРом пользовались для наладки на пониженном напряжении?

Померял, 7 мм полигона меди. Извиняюсь, сейчас не могу привести разводку платы, но как смогу, размещу.
Да, напрямую к эмиттеру, а от туда полигоном( и на всякий случай, дополнительно проводом) на конд-р питания.
Я бы хотел уточнить про "звон эмиттера". Это повышение потенциала силовой земли по отношению к сигнальной? Я Вас правильно понимаю?

Сообщение отредактировал sind-rom - Dec 18 2010, 14:14

[_Pasha]

Я бы хотел уточнить про "звон эмиттера". Это повышение потенциала силовой земли по отношению к сигнальной? Я Вас правильно понимаю?

У Вас есть возможность того, что на затворе будет иголка больше 20 вольт? Напомню, что индуктивность ноги на расстоянии 5мм от платы задекларирована как 14нГн. Если топологически исключена такая возможность, то никакого звона в эмиттерной цепи нету, и это не причина. Думаю, что если 7мм полигона, то все, что я говорил - мимо

[sind-rom]

Думаю, что если 7мм полигона, то все, что я говорил - мимо

Значит я Вас все-таки не правильно понял. Я всегда думал (поправьте меня, если я не прав), что "иголки" лезут в затвор со стороны коллектора через паразитную Сзк при высоком du/dt. Если же Вы видите опасность со стороны эмиттера, то в этом надо разобраться, т.к. я ничего не предпринимал для борьбы с этим эффектом. Даже если этот эффект носит сугубо академический интерес
Спасибо!

[_Pasha]

Я всегда думал (поправьте меня, если я не прав), что "иголки" лезут в затвор со стороны коллектора через паразитную Сзк при высоком du/dt.

А затворный резистор на что? Как раз, иголки и должны гаситься.

[sind-rom]

А затворный резистор на что? Как раз, иголки и должны гаситься.

Так он там и стоит.

Конечно в цепи коллектора. На приведенной схеме обозначение IGBT - FGA25N120 неполное. Конкретно, непонятно наличие или отсутствие встроенного диода. В FGA25N120AN его нет, а в FGA25N120AND есть. Это согласно datasheet, хотя паразитный диод в структуре IGBT обязательно присутствует, т.е. прозвонка покажет его наличие в обоих случаях.

Ваша правда! Именно FGA25N120AN. IGBT умирает от отрицательного напряжения на коллекторе? Попробую запараллелить чем-то шустрым или поменяю транзистор.

Такая схема будет выходить из строя всегда.

Спасибо за замечание. Пжлста, не утруждайтесь ответами.

Тут пример из эленберга.

Спасибо, уже видел.

Мож всеже организовать поцикловое ограничение тока ключа? Или уже пробовали?

Может. Поясните смысл ограничения. Сейчас думаю завести ОС с коллектора и регулировать амплитуду частотой.

Если трудно определить причину, то может вам сделать откат: вместо контура подключить резистивную нагрузку, выставить высокое напряжение питания чтоб эффект устоялся?

Уже пробовал. Выходов из стоя не было.

[sind-rom]

В целях возобновления интереса к моему топику, продолжаю.....))
Немного изменил схему девайса, заменил IGBT на IRGP20B120UD (т.к. FGA25N120 закончились). Для защиты коллектора от перенапряжения подключил два сапрессора TVS 1.5KE440CA, а для контроля происходящего на коллекторе, последовательно сапрессорам подключил два светодиода встречно-параллельно.
При непродолжительной работе (20-30мин) на макс.напряжении (ручка ЛАТРа в крайне верхнем положении) выходов из строя не было. Нагреванию подвергались стальные и алюминиевые детали. Так же устройство работало в холостую.
При нагревании алюминиевых деталей левый по схеме светодиод загорался, при этом правый начинал тлеть (видно при затемнении светодиода рукой).
Вопросы следующие:
1.5KE440CA двусторонней стабилизации или нет? Почему-то на моих TVS не указан катод, при проверке под напряжением, оказалось, что стабилизация происходит при любой полярности. В одном случае это 443В в другом 456В.
Почему тлеет правый по схеме светодиод? Означает ли это то, что на коллекторе присутствует отрицательное напряжение более чем 880В?

Эскизы прикрепленных изображений