Многоуважаемый All!

Имеется инверторный источник питания выполненный по однотактной схеме на IGBT чоперах фирмы Semikron.
Схема во вложенном файле. Ключи переключаются с частотой 50 кГц. Напряжение на транзисторах 310-325 Вольт.
Транзисторы выбранны на напряжение 1200 Вольт.
Картинка дана для включения схемы без нагрузки в режиме холостого хода, на вход выпрямителя подаётся 220 вольт.
Схема разработанна на входное напряжение 380 Вольт трёхфазное. Нагрузка 500 Ампер сварочного тока.
Подключать 380 В боюсь, так же как и подавать нагрузку, уже два транзистора хлопнулись.
При измерении сигнала на трансформаторе (нагрузка ключей) был обнаружен выброс напряжения при включении транзисторов
(примерный рисунок во вложенном файле) величиной от 800 до 1000 Вольт и это при холостом режиме и поданном напряжении 220 Вольт.

Прошу подсказать от куда берёться выброс при включении транзисторов и как с этим бороться?Нажмите для просмотра прикрепленного файла

У вас отсутствует конденсатор между клеммами X1 X2. Выброс возникает на паразитной индуктивности проводов от источника питания. При такой схеме включения RC цепи паралельно транзисторам если и нужны то только для подавления выбросов на паразитных индуктивностях монтажа.
Правда возможна ошибка измерения например при неправильной настройке входного делителя щупа осцилографа.

Данный конденсатор присутсвует, забыл нарисовать в схеме, но с данным конденсатором картинка сигнала остаётся такой же. RCD цепь это снаббер для защиты транзисторов от перенапряжения при выключении. Входной делитель щупа стоит "х10".

Выброс при запирании транзистора уходит в источник питания через диоды (выводы 3 и 4 в транзисторном блоке).
Все таки у меня складываеся впечатление что некоректны измерения и присутствуют наводки либо щуп не согласован с осцилографом.
Может мала входная емкость (X1-X2) Или велика ее паразитная индуктивность. Попробуйте вместо трансформатора подключить активную нагрузку (лампу накаливания ватт на 200)
Осцилограммы на транзисторах смотрите относительно клемм X1, X2.

Входная ёмкость 0,22 мкФ на 1600 Вольт. На счёт осцилографа сомнений нет, куплен совершенно новый современный месяца два назад.
Активную нагрузку подключал, выброс при включении транзисторов присутсвует.

Осцилограммы относительно Х1 и Х2 в приложенном файле.

Интересны осцилограммы не между Х1 и Х2 а, "земля" осцилографа на X1, щуп коллектор нижнего транзистора (точка4) и "земля" осцилографа на X2, щуп Эмитер верхнего транзистора (точка4). X1 и X2 подключать непосредсвенно на транзисторных блоках. На осцилограммах нет длительностей трудно судить о источнике. Активная нагрузка нужна не после трансформатора а вместо.
Вообще на таких мощностях однотактное прееобразование не фонтан.

Напоминает процесс обратного восстановления диода, после закрытия которого на индуктивности образуется выброс из-за эдс самоиндукции.
kanzler: Вы все-же времянку как-то пришпильте. И еще непонятно - написано 480-530 вольт на полочке, а Вы еще не включали на 380...

То есть посмотреть что твориться на переходе коллектор-эмитер транзисторов?
Всмысле не фонтан? Например у немцев такая схема выдаёт 500 ампер без напрягов и стабильно.


На 380 вольт вклучали, правда без снабберов, транзисторы хлопнулись по напряжению.

А зачем их включать без снабберов?

Чего же тогда рисованные картинки выкладываете? Вы не нарисуете тех деталей, которые могут указать на источник проблемы.

Теперь снабберы есть, чуть позже выложу картинки с временами.


И что же теперь, по вашему, я не должен создавать тему и не задавать вопросов?

А рекуперационные диоды включены или только нарисованы. А может сначала хлопнулись драйвера схемы управления.
В данной схеме в принципе не должно быть выбросов напряжения (они уходят через диоды) в источник питания) разве на индуктивностях монтажа.

P.S Современные осцилографы позволяют запомнить и сбросить карттики в компьютер.

При первом включении снабберов не было, поэтому транзисторы хлопнулись, сейчас снабберы есть, но подключать 380 вольт и подавать нагрузку боюсь :-(

На счёт картинок, да осцилограф позволяет запомнить и записать картинки, что я и сделаю. Картинки будут чуть позже.

Спасибо всем отклинувшимся! О дальнейших результатах сообщу позже.

Речь идет о выбросе на переднем фронте, судя по "осциллограмме", диоды же рекуперируют только на заднем.

Если бы автор привел заснятую осциллограмму выброса, можно было бы установить его источник - либо осцилл (его подключение), либо монтаж, либо управление. Либо комбинация перечисленного. Скорее всего имеет место несинхронное включение ключей, как следствие перезаряд паразитных емкостей закрытого ключа через большую индуктивность монтажа, которая и удваивает входное в момент включения второго ключа.

Мои 5 копеек. Схема называется косой мост. Многажды использовалась в сварочниках, в т.ч. Бармалеем. Если обратите внимание - увидите, что транс(1 обмотка) включен в выпрямительный мост с выходом на питание.
Соотв. напряжение на ней не может быть больше питания + небольшой выброс на проводах(вольт 50).
На первой осц., похоже, ноль сбит - при закрытии транзисторов на 1 обмотке появляется напр. самоиндукции, равное питающему.И вообще мерить напр. между концами 1 обмотки довольно неудобно. Зачем?
Мож., у вас хреовый монтаж, и на проводах действительно 200 В получается. Это можно проверить без проблем. Просто снимается осц. напряжения меж концами проводника.
Я б советовал снять осцилограммы с одного и другого концов 1 обмотки относительно - питания(выв. конденсатора). Ну и просто посмотреть меж - конденсатора и эмитером нижнего транзистора. На предмет индуктивного выброса на минусовом проводе.

А транец просто в сеть не пробовали включать, без транзисторов? Может, он неисправен? Скольки-оммное сопротивление нагрузки было, которую включали вместо транса?

to all
Походу товарисч включает яйцелопер напрямую к X3 X4 и видит дикую синфазку

to kanzler
А картинки на вторичке трансформатора смотрели ?
И еще совет: сделайте себе измерительный трансформатор тока. Многие вещи проясняются, когда смотриш токи в нужных местах.

Частота включения транзисторов - 50 кГц, напряжение на вход осцилографа подавалось через делитель 1:100.
Выкладываю картинки ...

Влючение с активной нагрузкой (вместо трансформатора включены лампы накаливания).
1. Напряжение на VT1 коллектор-эмитер
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
2. Напряжение на VT2 коллектор-эмитер
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
3. Напряжение на контактах Х3 и Х4
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

лампы убраны и подключён трансформатор
4. Напряжение на контактах Х3 и Х4
Нажмите для просмотра прикрепленного файла



5. Напряжение вторичной обмотки трансформатора после выпрямительных диодов
Нажмите для просмотра прикрепленного файла



Вместо транса включаю две лампы накаливания , включенные последовательно на 220 вольт по 60 Ватт каждая
На счёт включить транс в сеть, я не представляю что должно быть на выходе транса если он высокочастотный на 50кГц.




Проверил, синфазности нет.



смотрели, выложена выше.

Очень странный делитель X100 Самодельный что ли. Проверяли ли его на идеалных прямугольниках. Картинки очень похожи на нескомпенсированный делитель. Нагрузка маловата (влючите лампочки впаралель).
Импульсы открывания должны подаваться на транзисторы одновременно. (у меня складывается впечатление что вы подаете их по очереди).
Очень велика паразитная емкость паралельная нагрузке. в нагрузке даже на лампочках за период не успевает разрядится. Совместно с неудачным мотажом может быть причиной дополнительных выбросов.
Как выполнен монтаж желательно фото.

Делитель самодельный. импульсы подаются одновременно, а не поочерёдно.

В таком случае проверте делитель на заведомо прямоугольных иммпульсах хотя бы посмотрите двумя лучами один через делитель другой без делителя что нибудь максимально прямоугольное хотя бы импульсы в схеме управления и убедитесь что делитель не искажает форму.

Спасибо! Проверим.

Спасибо, за подсказку. На самом деле искажения вносил делитель. убрав делитель и подключив купленный щуп-делитель на 100 картинка стала ясной и чёткой. Но, ксожалению, вторая пара транзисторов была испорчена, после вскрытия транзисторов выяснилось что пробит кристал транзистора по переходу коллектор-эмитер. Параметры сигнала на затворе транзистора:
1. Частота - 50кГц
2. Скважность сигнала - 50%
3. Нагрузка - холостой ход.

То есть транзисторы вылители при холостом ходе, при этом слышно было что их прошивает, после 10-20 секунд после включения они хлопнули.
Я в недоумении - почему?

неужели снаберные цепи не справились?
Привожу значения параметров снаберных цепей:
1. VT1 - SKM100GAR123D Время закрывания транзисторов tf = 90 nS
2. VT2 - SKM100GAL123D
3. C1,C2 - 8,2 nF 1000V По расчёту получился 6,8 nF
4. R1,R2 - 12 Om 100W Греются, сильно.
5. VD1,VD2 - HFA30PB120

Заменил, транзисторы и установил конденсаторы 7,5 nF, довёл ШИМ до 46 % на выходе 255 Ампер, правда транзисторы греются сильно (на радиаторе окола 75 градусов) и снабберные резисторы.

Привожу осцилограммы напряжения на переходе коллектор-эмитер транзистора
1. при различных скважиностях ШИМ.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
2. На этой картинке ШИМ - 46% под нагрузкой
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На всех картинка, если посмотреть, то есть параметр "Вр нарастания", и везде он разный, я заметил что с увеличением скважности это время уменьшается.
А вот картинка перехода коллектор-эмитер холостого хода
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Здесь время нарастания очень большое.

Мой вопрос: Могло ли пробить транзисторы из-за того что время нарастания сигнала было намного меньше времени заряда конденсаторов C1,C2?
Время заряда конденсатора ёмкостью 8,2 nF - 116nS, а ёмкостью 7,5 nF - 106 nS, как видно на картинке DS0004.BMP время нарастания 198 nS, есть запас но не приведёт ли увеличение скважности к тому что это время станет меньше 106 nS и не вылятят снова транзисторы?

kanzler, если честно то вопроса о конденсаторах совершенно не понял. Ты о чем??

Вызывает сомнение последняя осцилограмма ХХ. У тебя режим работы - стабилизация тока???
Тогда возможно выход транзисторов на холостом связан с системой управления. Максимальный коэф. заполнения для однотактного прямоходового не может быть даже равен 0,5, а из осцилограммы DS0005.BMP он как раз такой и есть. И ты загонял трансформатор в насыщение! Но тогда должна была сработать токовая защита?!? Что то невяжется.
Классики жанра вообще рекомендуют брать 0,38 (это 0,5 умноженные на несколько коэффициентов запаса по 0,9 каждый). Это по моему мнению перебор, но больше 0,42 делать не стоит.

Ты бы снял вторым лучом осцилограмки тока в колекторе транзистора, растянул на экране один период и сразу станет веселее. На ХХ хорошо будет видно чистый треугольник тока или нет.

А какие защиты у тебя стоят и где?
Какая нагрузка была при снятии осцилограм? Чисто активная?

Спасибо за ответ. Защита - снабберы, параллельно переходу коллектор-эмитер. При снятии осцилограмм нагрузка была трансформатор, на вторичную цепь трансформатора через выпрямительные диоды подлючен баластный реостат. Вопрос: Каким образом подключить щуп осцилографа чтобы померять ток (не бейте меня сильно, но ни когда этого не делал)

под защитами я имел немного другое.
например есть у тебя преобразователь с обратной связью которая обеспечивает стабилизацию или ограничение тока нагрузки. Но в мощных и соответственно серьезных изделиях есть отдельная защита по току силовых ключей, т.к. неисправность может возникнуть у тебя в трансформаторе т.е. до твоего датчика тока в нагрузке и твои ключи благополучно выйдут из строя. Эта защита должна тупо выключать(не всегда выключать и не всегда тупо) силовые ключи при достижения током заданного значения и блокировать работу системы управления. Причем эта защита делается не обязательно на токовам принципе. Многие современные драйверы управления IGBT контролируют напряжение на транзисторе во включеном состоянии и при увеличении этого напряжения (выход из насыщения при больших токах) блокируют работу ключа.

для измерения тока делается трансформатор тока. на кольцевом сердечнике МП140 диаметром мм 15 мотаем 100 витков провода 0,35. это вторичная обмотка к ней подключаем резистор 5...10 Ом. к нему подключаем осцилограф. провод с измеряемым током пропускаем сквозь окно сердечника. если измеряемый ток небольшой можно сделать несколько витков этим проводом.

В драйвере предусмотрена такая защита, но на программном уровне, пока, такая защита не реализована. Спасибо за подсказки, теперь складывается ясная и полная картина работы схемы.

Причина безобразия - отсутствие т. наз. байпасного конденсатора в непосредственной близости к преобразователю.
Иными словами, между плюсом и минусом надо поставить пленочный конденсатор с очень малым ESR. Иначе делов не будет.
И еще - поставьте параллельно каждому из IGBT ветку из ограничителей вольт эдак на 800...900.
И последнее - тщательнее с топологией - все должно быть не просто близко друг к другу, а очень близко...
И поменьше всяких поворотов при этом.

На данный момент схема работает так как надо
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
на картинке жёлтым цветом напряжение на переходе коллектор-эмитер
синим цветом - ток коллектора.

Возник другой вопрос. Уважаемый All - как правильно расчитать снаббер ибо резисторы греются, а так же греются транзисторы?

kanzler, ты разговорчив как партизан на допросе .
Что означает как надо? какой режим? какая нагрузка?
Греются это как? Измерь температуру.

Судя по осцилограмам греться и должно. Тебя уже спрашивали почему такая высокая частота выбрана, но ты не ответил.

Такая частота выбрана по габаритным соображениям трансформатора.
Нагрузка - трансформатор, на вторичной обмотке трансформатора через выпрямитель подключен балластный реостат.
транзисторы находяться на радиаторе, температура радиатора 60 - 75 градусов
резисторы не закреплены, их температура 80-95 градусов

если такие температуры при длительной работе с полной нагрузкой, то это нормально. Физика однако. Даже при кпд 90 процентов на каждый кВт выходной мощности вынь да полож 100 Вт потерь.

А радиатор то какой? Если радиатором является медная плита размером полтора на полтора метра, то всё плохо
А если скажем аллюминиевый площадью 1000см^2, то всё великолепно

Очень остроумно, смотрю даже сам вспотел от своего ума.


Радиатор аллюминевый и площать больше чем 1000 кв.см. И что значить - великолепно?

Ещё у меня вопрос: Почему в данной схеме включения инвертора нельзя увеличить ширину импульса? На сколько я понял больше 46% не рекомендуется - почему?

Уважаемый All! Продолжу задавать вопросы. Транзисторные ключи вышеуказанной схемы управляются драйвером выполненной на микросхеме HCPL316J.
С этой микросхемы, системой управления, снимается сигнал /FAULT и программным путём, при сбросе микросхемой этого сигнала в "0", затыкается генерация 50 кГц. Сигнал /FAULT генерируется в случает превышения напряжения на входе HCPL316 (DESAT) 7 Вольт, который подключен к коллектору транзистора.

Привожу картинку напряжения перехода коллектор-эмитер и тока коллектора при которых HCPL сбрасывает сигнал /FAULT в "0"
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Возникает это когда коэффициент заполнения равен 43% и выставляю на балластном реостате нагрузку 630Ампер.
Кто может объяснить по какой причине это происходит?