Почему горят IRG4PF50WD? Опции

[Burner]

Подскажите, плиз, если кто в курсе, а то я уже в ступоре.
Схема - полумост, источник 50 Гц 220 В синуса.
Получается, транзистор работает чоппером в течение полупериода синуса - 10 мс.
Ток почти пилообразный, пиковое значение - 13 ампер, напряжение - до 700 В, частота - ок. 20 кГц. По прикидке получается общая мощность потерь - ок. 12 Вт на 1 транзисторе.
Температура радиатора - 70-75 град. Прокладка - из Номакона. Под корпусом ТО-247 она должна дать вроде 0,5-1 градус на ватт.
Температура кристалла ИЖБТ получается градусов 90, на крайняк 100. А в даташите пишут - максимум 150.
Да и я предполагаю, что при 150 град. нормальный ИЖБТ проработает достаточно большое, хоча и не гарантированное время. А у меня пара сдохла за полчаса, и не вижу причин второй паре не сдохнуть в этом режиме.
Да, в этой же схеме, примерно при этой же температуре радиатора горели IRG4PH30KD. Мощность была меньше раза в полтора.
Но у них потери переключения при том же токе больше раза в 2-3.

[Integrator1983]

Температура радиатора - 70-75 град. Прокладка - из Номакона... Температура кристалла ИЖБТ получается градусов 90, на крайняк 100.

А Вы возьмите китайский тестер с термопарой-капелькой и аккуратно примотайте ее проволокой с термопастой на среднюю ножку IGBT (которая коллектор) непосредственно возле корпуса. Либо на металл фланца в вырезе сбоку корпуса ТО. Может, увидите чего интересного...

[Byron]

Было бы не плохо привести полную схему.
Причин может быть много. Помимо перегрева к выходу из строя транзисторов может приводить превышение тока, превышение напряжения. Может в схеме присутствуют броски напряжений в момент переключения транзистора. Причиной тому может быть банально плохой монтаж. Посмотрите осциллографом формы сигналов на транзисторе.
Защита от перенапряжения на затворе и на коллектор-эммитерном переходе есть?

[Burner]

Спасибо, попробую.

Было бы не плохо привести полную схему.

Лениво рисовать. Ну представьте себе один из трех полумостов частотника(он же трехфазный инвертор). Практически один в один, и режим похожий.
Не, защиты нет и не надо, только в драйверах ИЖБТ стабилитроны. Многажды смотрел осциллографом - запас по напряжению всегда вольт 150-200. В монтаже не более 50 нГн. Вряд ли это даст пробой высоковольтному ИЖБТ при 13А.

[Burner]

Сегодня обнаружил более веселый эффект. Этот полумост горит на холостом ходу. Коллектор верхнего ИЖБТ
был запитан от конденсатора +350 В через 2 МЛТ резистора 2Вт, 1 Ом в параллель. Работал мин. несколько минут.
Хуже того, с этими резисторами он давал ок. 800 Вт синуса, и довольно долго.
Как только я заменил эти резисторы перемычкой 2-3 см из провода 1 кв. мм., полумост тихо сдох на ХХ,
практически сразу после включения. Это уже вторая пара транзистроров, кстати.
В это время я смотрел осциллографом напряжение после выходного дросселя, там еще 6 мкФ конденсаторов на землю - LC фильтр. Вместо синуса вроде видел
затухающий звон частотой 1-2 кГц. Начальная амплитуда - 200-300 В, время затухания - ок. 10-20 мс.
И все.
С резисторами наблюдался норм. синус 50 Гц.
Драйвера - HCPL3120. Драйвер сделан с отрицательным напряжением.
Зарядное сопротивление на затворах - в сумме ок. 27 Ом, разрядное - ок. 7.5.
Была сделана специальная примочка, запрещающая одновременную подачу открывающих сигналов на оба
драйвера. Про всякий случай.
Дорожки - макс. порядка 1х15 см, но разводка почти правильная.. Единственное похабное место -
эмиттер нижнего ИЖБТ. К нему идет общая силовая дорожка ок. 1х6 см, по ней же пущен и минус
драйвера.Что за чудеса у меня творятся, кто-нибудь догадывается?

[Ydaloj]

такая же ерунда творится http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=110443
пока не решил проблему ибо драйвера кончились, а в нашей деревне это удовольствие дорого обходится.
сейчас делаю дискретные драйвера. На момент работы последнего комплекта драйверов тоже наблюдалась нестабильная работа на хх. Схема включена через ЛАТР, bulk малой ёмкости и предохранитель на 1А. Горит пред на хх при повышении питания выше какого-то предела. Было замечено, что без LC фильтра инвертор работал совершенно без проблем, и на малой нагрузке и на большой.

[Byron]

Убедитесь, не сквозняка ли это рук дело!

При больших dV/dt эффект Миллера может открывать транзистор, когда ток проводит другой транзистор (см. прикрепление). Какие у Вас фронты? Какой dV/dt?

Многажды смотрел осциллографом - запас по напряжению всегда вольт 150-200. В монтаже не более 50 нГн. Вряд ли это даст пробой высоковольтному ИЖБТ при 13А.

13А это в импульсе или действующее значение?

В монтаже не более 50 нГн.

А нагрузка? Разве она не индуктивная?

Какой осциллограф? Цифровой? На какой развертке смотрели? Броски напряжения очень короткие! С разверткой 10 мс/дел их сложно увидеть.

Если на хх дохнут, скорее всего это сквозняк.

Когда оба транзистора закрыты ток силовая потребляет?
Еще прозвоните все хорошенько. Может где сопля коротит. Нет ли КЗ между коллекторами? Может транзисторы плохо изолированы от радиатора?
Куда-то же ток течет на хх. Определите.
Для отладки используйте дешевые, маломощные транзисторы. Пока на хх все не будет хорошо, двигаться далее нет смысла.

Прикрепленные файлы

 f_6_2034_2.pdf ( 216.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 146

 

[Herz]

А какие диоды стоят параллельно ключам?

[Tiro]

Сегодня обнаружил более веселый эффект. Этот полумост горит на холостом ходу.
Что за чудеса у меня творятся, кто-нибудь догадывается?

У транзисторов IGBT при выключении есть длительный токовый "хвост". Обязательно паузу в управлении затвором не меньше 0,5 мкс и частоту не задирайте без необходимости. В режиме жесткого переключения не ходите за 10 кГц.

Температура радиатора - 70-75 град. Прокладка - из Номакона. Под корпусом ТО-247 она должна дать вроде 0,5-1 градус на ватт.

Радиатор 75 это неприлично много, да и Номакон бывает разный. У него довольно плохие характеристики теплопроводности, корпус и кристалл разогреются значительно. 1 градус на ватт никогда не видел, это оптимистическая оценка.

А какие диоды стоят параллельно ключам?

У IRG4PF50WD есть встречно-параллельные диоды. Но энергия потерь 6 миллиджоулей при 720В и 28А впечатляет. На 20 кГц они умрут не вспотев.

[Byron]

Попробуйте отсоединить драйвер и закоротить затвор на эмиттер у обоих транзисторов. Бежит ли ток через силовую?

Далее. Сопоставляли ли вы формы напряжений на затворах обоих транзисторов? Могли бы осциллограммы показать!
Что с дедтаймом? Как формируете?
Дедтайм лучше формировать на входе драйвера, а сопротивления в цепи затвора снизить до минимуму. Его величина выбирается с точки зрения устранения звона. "Медленно" отрывать транзистор не есть хорошо. Транзисторы больше греются, сквозняки дольше гуляют.

[velkarn]

мож какой-нибудь колебательный процесс присутствует, а нет нагрузки след-но выше добротность

[Burner]

Какие у Вас фронты? Какой dV/dt?

На затворах вкл. - ок. 0,5 мкс, из них миллер ок. 0,2. Спад - ок. 0,1-0,2 мкс, миллер - мож., 80 нс.
13А - это пик. Больше не бывает. Причем заполнение пачек - по 0,4 в каждом полупериоде сети.
На ХХ пик - вообще 6-7 А, не более.

..нагрузка? Разве она не индуктивная?

Ну дроссель. А что?
Осциллограф 200 МСПС цифровой, токо память всего 2к. Выбросов пока не видел. Муторное это занятие. Лучше пиковый детектор поставить.
Осцилонграмм не записал. Там ничего особенного, как по мне, не было. Вроде все как положено. А теперь и не получится, поскольку транзисторы кончились. Экспериментировать опять начну, как сделаю новый макет. А то этот монтаж не нравится мне.
Конечно, если даже просто не подавать ток на входы драйверов - никакой ток никуда не идет. Дедтайм программный, ок. 0,5 мкс. Выдерживается ли он всегда - не знаю, но на наложения управляющих импульсов проверял - не замечено. Когда подается ШИМ для синуса, осциллограммы не особо разберешь, но что я видел - показывало нормальное мертвое время. При пуске работает другая подпрограмма. но в ней криминала вроде нет.

мож какой-нибудь колебательный процесс присутствует

Ну я видел. Но откуда берется и опасен ли он - не знаю.

[manowar]

Не, защиты нет и не надо, только в драйверах ИЖБТ стабилитроны. Многажды смотрел осциллографом - запас по напряжению всегда вольт 150-200. В монтаже не более 50 нГн. Вряд ли это даст пробой высоковольтному ИЖБТ при 13А.

этож не мосфет-обратного диода нет, обратный выброс в 10-15в и приехали.

Сообщение отредактировал manowar - May 1 2013, 08:01

[Tiro]

этож не мосфет-обратного диода нет, обратный выброс в 10-15в и приехали.

Не выдумывайте, даже пробой п-н перехода обратим, если не развился в тепловой. Чтоб ИЖБТ пробить напряжением, надо сильно стараться.

[manowar]

неуглядел Д в конце, эти с диодом, в данной ситуации неправ ,к автору топика сие неприменимо.
------
без Д пробой ижбт-легко и непринужденно.
повторяюсь, обратным напряжением.
приложеное небольшое обратное к к-э приведет к пробою эммитер-базового перехода структуры биполярного транзистора

Сообщение отредактировал manowar - May 1 2013, 18:27