доброе время суток
делали преобразователь, вот эквивалентная схема
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
ключи - stw29nk50z. диод D1 - внутренний второго ключа, с закороченным затвором на исток.
C5,C6 - паразиты этих же ключей
C1 - паразит дросселя (взял от фонаря)
R1 - лампочка накаьлная 100вт.
при выключенном шиме напруга на C2 в норме - около 300в. когда работает шим на частоте 100кгц и скважности 10%, напряжение на R1 - в норме, порядка 80в. но напряжение на C2 около киловольта! откуда оно там взялось? отмоделировать эту ситуацию в софте не удалось. ключи были 100% целые.
далее я начал уменьшать скважност и где-то при скважности 2-4% пробило ключ S1,D2. после того, как я пару раз выключил/включил питание - пробило ключ D1.
ключи при работе были холодные. где может быть зарыта собака?

вот реальная схема. ноль с землей не соединен. работал только Q2. Q1 только в качестве диода. около киловольта было на C6. откуда взялось - хз. до мостика было нормально - 220-230в. сначала думал, что прибор глючит, но напруги на C2,C4 он показывал нормально, на том же положении переключателя. сквозняк тоже пойти не мог - драйвер с deadtime
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На реальной схеме С5, С7 и вправду замкнуты?

да. запаяны наглухо толстым проводом.
дросселя самодельные,первый на материале N87 E55/28/21 зазор 0.5мм (сумарный) 18 витков проводом 1.6мм в 2 провода.
второй - N87 E25/13/7 почти без зазора 10 витков проводом 1.6мм в 1 провод.

моделирование показывает, что энергия болтается в контуре L1C3 (по первой схеме). но откуда взялся киловольт?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

- Так, просмотрел на предмет ошибок. Микросхема - драйвер полумоста с защитой от сквозного включения, сквозного тока вроде быть не должно, если нет ложных срабатываний Q1.
- Теперь - зачем Вам фильтр 2 порядка для лампочки? Тем более почему его характерные частоты лежат в диапазоне 15 и выше кГц?
- 80В не норма при питании от напряжения 300В и скважности 10%, если схема работает в режиме безобрывного тока дросселя. Судя по номиналам дросселей, у Вас режим прерывистого потока. Тогда не надо ставить фильтр порядка 2, на первом звене будете видеть резонансные колебания.
Теперь побурчу:
- Для управления микросхемой можно соединить LIN и HIN, это в ней предусмотрено, использовать внутреннюю задержку включения.
- При такой схеме мгновенные токи ключей могут в разы превышать средние, а у вас даже защиты нет.

И кстати, на ключах не может быть перенапряжения, встроенные диоды все фиксируют. Скорее всего паразитное включение Q1 и сквозной ток, поскольку полевики током близким к рабочему выбить трудно.

выход ключей из строя в обычном buck, из за перенапряжения, но откуда оно?
Так нарисуйте обычный бак, тогда и пообсуждать можно. А на схеме нарисовано - нет этому названия...
Еще, в таких схемах дроссель с "небольшим зазором", "почти без зазора", "толщиной с соломинку" не применяют.
Схему и конструкцию моточных нужно сначала рассчитать.
И еще вопрос: а чем ток ключей в схеме ограничивается?

врядли.. вход оптрона закорочен. разве что наводки на сам затвор пересиливают драйвер, что тоже врядли.

там будет не лампочка схема будет генерить сигналы частотами 1-1.5кгц, синус или иной формы, биполярка. для этого и нужно второе плечо,которое сейчас не используется.
фильтр для дофильтровывания пульсаций несущей (100кгц).


схему считал для непрерывных токов, тк нагрузка будет около 8ом и ток 10-15а. при данной нагрузке вышел прерывистый. но схема должна работать и с легкими нагрузками... и одновременно пропускать частоты как минимум до 3кгц (от опоры до нагрузки)


здесь не получится, тк туда будут подаватся разные сигналы с разных шимов. в негативной полярности выходного сигнала будет работать только нижнее плечо. в позитивной - верхнее качать, нижнее помогать диоду в Q2, а также заряжать C79,C3 - будет генерить кратковременные импульсы.


защита только на програмном уровне. но коротить выход никто не будет, а перезаряд диодов и паразитов всеравно защита должна обходить...


нарисовано то,что есть в реале. в данный момент оно сконфигурировано, как обычный бак
почти без зазора имелось в виду с штатным зазором, который присутствует в любых сердечниках. да и дроссель этот просто фильтр. рабочий дроссель расчитан и изготовлен как можно точно.
моточные расчитаны правильно, если epcos не тупанул в даташите на феррит
ток ключей ограничивается только по значению тока через L1 в момент включения ключа.
ну и предохранителем

ключи пробило всег оскорее напряжением, предохранитель стоял на 3а, что в 10 раз ниже, чем могут держать ключи(continious)

Посчитайте потери от сквозного тока диод-транзистор для выбранных полевиков. Это их убило и будет убивать впредь. Причем имейте в виду, что в однотактной схеме пассивный ключ всегда сквозит, так она устроена.

активный тоже сквозит.. емкость почти по нанофараду сток-исток + характеристика диодов на напряжениях в 300-400в дадут большие броски
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
только откуда в схеме взялось 1кв..наверное контур отдавал запасенную энергию в C8,C6 через диод в Q2,его емокость или даже сам Q2.
надо как-то с этим боротся или менять топологию...

Сквозит всегда пассивный, активный ему вливает ток для выноса накопленного заряда.
Величина сквозного тока пропорциональна "степени форсирования", у полевиков она очень большая, от 100.
Емкость для таких расчетов нужно брать не малосигнальную на25В, а или на среднее напряжение, или рассчитанную по энергии.
Забудьте про 1 кВ, от него тока конденсатору может сплохеть. Полевик убит мгновенной мощностью от сквозного тока. Поставьте между полевиками диодную развязку, как это делает, к примеру, Microsemi в своих модулях.

спасибо, попробую...
а 1кв всеравно не понятно откуда взялось. прибор не глючит, птоверял в зоне более жестких наводок...

Если не погасла искорка исследователя, то подавайте напряжение силовое от регулируемого источника питания. Узнаете дофига интересного, если будете внимательны. Ну а 1 КВ, скорее всего раскачали в резонансе на емкости С2. Так фильтр низких частот он на то и придуман, чтоб все резонансы цепей сглаживать. Так что делайте его пониже и на добротность смотрите. Как в нагруженном, так и в разгруженном состоянии. А полевик все же не от напряжения сдох.

имхо, гипотеза. Вместо бака поимели буст? (для С2)
вероятно емкости сети не работают буфером энергии , поступающей из сети после моста. Например сильно подсохли и отвалились. Тогда мелкий сквозняк (рассасывание диода в Q1) будет заряжать индуктивность проводов идущих от сети , а при закрытии полевика , заряжать его паразитную емкость и остальные мелкие емкости до лавинного пробоя .

Так вроде в таком включении ето и похоже на буст, посудите сами - на прямом ходу имеем колебательный контур +200В - С2 - L1 и в этот момент происходит накопление энергии, на обратном все что накопилось в контуре разряжается через нагрузку, плюс подпорка 200В.

Да не, нарисован то у него стэп даун (бак) , плохочитаемо и даже Мicrowatt ругался справедливо. Но все же бак, хоть и с фильтром многозвенным.

Прикол в том, что, по словам brag-а, получился "вечный двигатель". Эергия из сети не потребляется, а лампочка светится. Не потребляется по той очевидной причине , что конденсаторы после моста заряжены до 1000 Вольт, значит кагбэ мост всегда заперт .

или фтопку вольтметр.

А чему тут удивляться/огорчаться, если у ихних боди диодов время восстановления под 500нс? Он в таком виде пыхнет хоть бак хоть буст
ЗЫ надо затворные резисторы увеличивать

Все проблемы тут, или основная - двузвенный фильтр.
Второе звено делают после обратной связи и очень "легкое" по сравнению с основным. Его задача не накопление сколь-нибудь значительной энергии, а сглаживание коммутационных пиков.
А так, при равенстве компонетов, получается то ли бак, то ли буст на резонансе.
Ну и... А на кой при таких мощностях нижний ключ? Диода хватило бы, а огород вдвое проще.
Опять же, R1-"лампочка накальная" -это что? Суррогатная нагрузка или действительно на нее работать будем?
От таких неясностей можно совершенно неоптимально задачу решать.
Что за требования к источнику вообще? Что и от чего питать он должен?

да,что-то в этом духе я и поимел...теперь надо думать, как из этого сделать бак в итоге должен получится класс-д (бак с синусоидой в качестве опоры).

вечный двигатель не получился, просто получилось, что схема в один момент потребляет большое количество энергии, но в нагрузку отдает только ее часть, а остальное болтается в контурах и/или возвращается в кондеры после моста(не в источник, тк после источника стоит мост). а вольтметр имеет на входе lo-pass,вот и показывает то, 'что чаще там творится'

вина всему, низкая выходная емкость C2 и второй фильтр L2C4...но по-другому здесь я поступить не могу - схема должна свободно пропускать 3кгц от опоры до нагрузки (реально будет подаватся 1-2кгц)...

кондеры входные нормальные,новые.
а диоды да,медленные, но на всех полевиках на такие токи диоды применрно такие же. на igbt еще хуже,там сквозит сам igbt..

затворные резисторы выбирал исходя из емкости затворов, чтобы фронты по-круче были..но увеличить можно раза в 2 максимум


да, второй фильтр тут основная беда..
нижний ключ,вернее верхний, нужен для того,чтобы иметь на выходе напряжение с изменяющейся полярностю.
"лампочка накальная" - да, просто какая-попало нагрузка, которую тем не менее должен тянуть этот преобразователь.
работать будем на нагрузку 8-15 ом, выходное напряжение 60-100в синус 1500гц или около того.

так не бывает. Если "чаще всего " 1000Вольт на 330мкф, значит он обладает достаточной энергией , чтобы при потреблении меньше 100 Ватт иметь пульсацию между полупериодами сети весьма малую, и не потреблять из розетки энергию, но это вечняк. Ищите ошибку.


это не беда, правильно рассчитать , задемпфировать и будет работать.

По сути, как я понял, у вас полумостовой инвертор напряжения. Думаю, причина перенапряжений - паразитная индуктивность в цепи транзистора. Транзисторы закрываются быстро - вот и результат... Двузвенный фильтр в таких схемах используется действительно редко

не совсем так. энергия, запасенная индуктивностями и паразитами может возвращатся обратно в кондеры.
вот, на пример. промоделировал без емкостей, вернее заменил их на ключи, для большей наглядности.
за какой-то короткий период катушка L1 запасает энергию из C2,V1 - ключи S1,S3 открыты. далее S1,S3 закрываются, а S5 открывается,сохраняя энергию в L1. в это время C2 запасает энергию от V1. затем, когда C2 уже не потребляет ток(зарядился до напряжения V1), ключ S5 закрывается, а ключи S2,S4 открываются - катушка L1 сбрасывает энергию в C2, дозаряжая его. после чего, когда ток в катушке близок нулю, ключи S2,S4 закрываются. таким образом на C2 имеется несколько больше напряжения, чем V1.
если этот процесс повторить, то напряжение на нем будет расти до какого-то предела, в зависимости от номиналов C2,L1,R1,R2 итд..
при чем, R1 всегда потребляет энергию от C2,V1...
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла

подобный процесс мог происходить и в нашей схеме, в следствии:
1. высокого ESR входных кондеров или их недостаточной емкости
2. паразитных индуктивностей платы,проводов,ключей
3. их же паразитной емкости
4. низкой емкости на выходе и высокого ESR
5. второй фильтр способствовал накоплению энергии в C2L1 (по реальной схеме)
6...
отмоделировать это все пока не удалось, но смысла особого нету, надо как-то решать по-проще
не исключено,что ключи слетели от сквозняков, но они же всегда есть в мостах и полумостах...

к стати, полевики слетели при малой скважности. выше представленная мной модель раборает именно на малой скважности. если скважность поднять - входной кондер не успеет дотянуть то, что отобрала у него L1 из сети и эффекта прироста напруги на нем не будет (в случаи этой модели).

поставить фиксатор на сапрессоре?
Да, кстати, а обратные диоды у транзисторов есть?

фиксатор поставим http://www.hilo90mhz.com/tesla/HHDRSSTC/IGBT%20H-Bridge.GIF
диоды есть, 500ns правда...

и полевик заменить на какой-нибудь быстрый igbt с диодом

С одним ключом тоже можно "насимулировать" , но соответствует ли модель реальной схеме - непонятно. 1000В это слишком много для лавинного пробоя STW29NK50 и даже для электролита с номиналом 450В.

трудно сказать незная всех паразитов. hyperlynx тоже впадло грузить..

учитывая то,что схема проработала в суме до 2х минут - совсем не много кроме того пробило драйвера и сожгло выходные транзисторы оптопары
драйвера при напруге ниже 650в(по паспорту 600) не горят так быстро. причем сожгло второй драйвер, который вообще не работал и был предусмотрен для PFC. ключ правда уцелел.

по моему, имхо, практически никогда мосфеты не имеют запаса более 20% по лавинному пробою от Uds max.
10-15% реально наблюдаемо. Электролит 330uF за 2 минуты должен был если не лопнуть то очень прилично разогреться.

а если там были импульсы 200в-1.2кв со скважностю 5-10%? прибор покажет около киловольта (я его знаю и ключики слетят.
причем схема работала не 2 минуты беспрерывно,а раза 3-4 по 20-30 сек

всё-таки, проверьте электролит, не оборвался ли от таких издевательств
Встречал вышедшие из строя "погремушки" AISHI 330мкФ 450V . емкость 0 , потрясешь - внутри стучит

проверю
также сгорел триггер шмидта,стоявший перед драйвером PFC. опторара уцелела. второй триггер шмидта (что указан на белой схеме) уцелел

поменял ключи, драйвера,оптроны. запустил полный алгоритм (без ККМ), подал на вход +30в (вместо 300). беру вольтметр+диод(хер208)+кондер на 1кв 1н - получился пик-детектор. меряю напругу на участке трассы, соединяющей сток-исток - вольтметр шкалит - выше 1.2кв. потом отцепил кондер вольтметр, зарядил кондер и руками - увалило и искра неплохая идет.
что-то у меня совсем зверское получилось 8).
трасса длиной около 2см и шириной 5мм. эффект начинает проявлятся где-то на участке длиной 1.5см и растет при приближении к выводам транзисторов.

ключи сквозят. при отключенной катушке L1 картина примерно такая же. супрессоры стоят прямо на выводах транзисторов, но пики через детектор выше киловольта, причем в обе стороны

увеличил дет-тайм до 700нс (+ дет-тайм драйвера около 300нс). напруга на участке проводника упала до 60в. напаял поверху трассы толстый медный провод(1.6мм) - практически ничего не изменилось. поставил параллельно трассе кондер на 100пф керамику - напряжение вырасло до 150-180в
вобщем получилось что-то типа резонансного генератора на одном транзисторе жаль,что осциллографа нету, хотелось бы посмотреть, что там

пс. в таком режиме схема (сток-исток Q1,Q2) практически ничего не потребляет от источника, максимум 10ма. драйвера и остальная требуха питается отдельно.

Это наверняка так , а в предыдущих симуляторных моделях этот фактор не учитывался. Живой осциллограф очень поможет.
Сквозняки нужно убирать, душить. душить.

в симуляторе то учитывалось, но не учитывалось то,что паразиты будут резонировать. увеличил дет-тайм до 800нс. больеше уже некуда - времени для рабочего хода не останется может ключи выбрал слишком медленные..на низких напругах прокатывает обычно, а на 200-300в уже наверное нет.

получил сегодня эту приблуду из Москвы.
запаял клэмп из p6ke200 на каждом переходе сток-исток. при напруге 50-100в на входе кое как работало. подал напругу по-больше - около 250в (сеть через остик + балласт) - пару раз пискнуло и выстрелили суппрессоры, но не разлетелись и сгорел пердохранитель. ключи целые. при работе схемы от 50в на суппрессорах броски были около 700в. примерно такие же напруги наблюдались на разных участках трасс(обвел красным) (на фото суппрессоров нету (делал не я)).
сквозняк видимо есть, но мертвое время и так 1мкс. больше некуда.. что тут можно придумать ? или схему надо другую делать...
еще есть одна проблемка - асиметрия по потреблению от v+,v-, хотя на выходе сигнал симетричен.

может ключи медленные? так вроде igbt, которые предназначены для таких частот (100-150khz) еще медленнее..
если выход по-сильнее нагрузить - энергия начинает блуждать из одного кондера в другой..

запаял суппрессоры по-крупнее - и те сдохли, при чем нагрелись градусов до 40-45 перед тем. ключи холодные и живые. схема почти ничего не потребляет (примерно столько, сколько нужно для нагрева этих диодов). видимо, там сильные кратковременные сквозняки в десятки ампер, а то и до сотни...попробую поставить ключи по-шустрее.
ассиметрию поборол втупую - поставил по суппрессору параллельно каждому кондеру - один другого подпирает криво конечно, но сюда сойдет

Без осциллографа таким действительно вредно заниматься. Восстановление в обратном диоде 500 нс - это очень много. В старых аппнотах от IR предлагали ставить шотку посл. стоку, для отсечки этого диода, и в параллель - быстрый диод. 28 нс или типа того. В ИЖБТ, кстати, ставят(там, где ставят) HEXFRED диоды - ок. 60 нс. Можно еще заряд затвора делать меньшим током, разряд - бОльшим. Цепочка парал. диод-резистор меж драйвером и затвором. Тож спасает от самопроизвольного открывания пассивного транзистора.
brag, что самое веселое - наверно, Вы до сих пор тестируете силу не фиксированным ШИМ, а своими синтезированными сигналами. Имхо это усложняет жизнь на данном этапе.

осциллограф то есть, но присобачить его к этой схеме не могу - он у меня usb и нету развязки ни в осц, ни в схеме... максимум, чем могу довольствоватся - осциллографом, реализованом на управляющей плате(на фото слева) - с другой стороны стоит дисплей 96х64. но разрешение малои и частота дискретизации 200кгц.. но на нем почти ничего не видно 100кгц частота среза зрезает все самое интересное.

много, но во всех доступных полевиках на нужные напряжения и токи (>400в,>25а) такие диоды. заменить можно на IGBT WARP серии от IR. мож так и сделаю...
диодную развязку попробую сделать, если подходящие диоды найду под рукой. шоттка на 400в на каждом шагу не валяется хотя можно туда и туда hexfred.


спасибо, это попробую. пусть транзисторы греются - схема работать долговременно не будет, максимум по 15 минут с передышками тоже по 15 минут.


тестерую я тем и тем.. просто на низких входных напряжениях добился 'нормальной' работы, пробую на рабочих..

с помощью костыльных приспособлений, типа кондера,диода,полевика,усилка,ацп (под названием sample-n-hold ) удалось установить основную причину столь высоких напряжений - срабатывание паразитного bjt в полевике, рассасывание диода + генерация в следствии этого при участи разного рода rlc паразитов.
dv/dt у меня порадка 12-15 v/ns, что в 3 раза превышает предельное транзистора (4.5v/ns). чем меньше нагрузка - тем выше dv/dt, тем больше киловольт что я и раньше наблюдал...
соответственно при низких входных напряжениях (50в - то,что я подавал) dv/dt вписывался в возможности ключа и все работало
диодную развязку ставить не буду пока, попробую просто тормознуть нарастание увеличив резисторы(+диод) в затворе и, возможно, добавив снаббера в сток/исток

Только напрямую диод не ставьте - надежнее через резистор.

резисторы поставил.
со снабберами суппрессоры не летят, но греются зверски

..Почитал ветку, занятно..

..У меня, за всю практику в силовой электронике, никогда ничего не взрывалось, не стреляло, не горело.. Электролиты, впаянные против полярности, жутко нагревались, но, всегда успевалось выключить, прежде, чем..
Даже обидно как-то..

..Отчасти, видимо, потому так, что очень тщательно считаю новые незнакомые схемы.. и первый экземпляр паяю лично, не доверяя студентам..
..Но, в основном, конечно, потому, что, взрывалось у других.. Если в одном месте..

Поэтому, коллега, не отчаивайтесь.. наступит и у вас светлая полоса. А у меня, возможно, начнется, чтобы не хвалился.. ..тьфу-тьфу.. стучу по дереву..

та замена ключей должна решить... просто эти всего 4в/нс держат - даже не знаю, как практически такой наклон реализовать при питании 400в без использования больших зеленых проволочных резисторов )
а эта схема набрасывалась мной, потом делалась другими людьми, потом вернулась обратно
возьму igbt что-нибудь из warp серии,- там hexfred на борту
а с силовухой у меня тоже ничего не стреляло, правда работал я максимум на 100в и везде юзал быстрые hexfet-ы...

Для отсечки внутренних диодов берутся низковольтные шотки. 45-60-100 вольт там..

чет тупанул, действительно, спасибо.
заменил те ключи на IRFP31N50L - 19v/ns диоды 330ns 1.8uC. все заработало замечательно. выбросы есть,но в пределах нормы и мультиметра
замечательные ключики. подавать смело можно 450в резко (кнопочкой без всякого гемора в виде снабберов и rcd-цепочек в затворе. резкие скачки держит хорошо, не открывается,если даже в затворе стоит резистор на 47ом.
также взял igbt некоторые из warp серии,но не тестил. пойдут в другой проект...

схема работает крайне глючно - энергия бегает с одного кондера в другой при больших нагрузках. переделал на мост
можно ли как-то запахать этот мост в режиме zvs, ибо коммутационные потери очень велики. лезет в голову только резонансный buck, но это гемор...
собственно схема:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
пример работы из синусом на входе. опорное напряжение генерится DSP (блок x3 и все взоле него, что слева от силовой части).
полоса пропускания опора-выход должна быть не менее 2кгц. на этой схеме я этого добился(без крученого компенсатора не обошлось, неделю парился в матлабе
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

все запустил в реале. работает нормально, всем спасибо

Возьмите жутко дешевый развязанный USB осциллограф с сайта oscill.com - и можно лазить куда угодно.
Развязка полная. Вот только внешней синхронизации на момент, когда я брал - не было. Не знаю, может уже сделал

Здравствуйте Tiro. Понравилась ваша цитата по поводу сквозного тока в бак - конвертере. На данный момент сам экспериментирую с бак-конвертером для мррт-контроллера. Схема классическая, с синхронным ключом на частоте 15 кГц. Транзисторы полевые (IRFB4610), 100В, с малым временем обратного восстановления - порядка 30нс. Вот проблема: подаю на вход преобразователя до 50 В, на выходе соответственно 12В, для подзарядки аккумулятора и все прекрасно работает. Снимал осциллограммы на верхнем ключе, и выброс составляет 40% от входного напряжения. Т.е. около 70 В, а значит запас по напряжению для верхнего транзистора есть. Причем опытным путем было установлено, что выброс равен 40% при любых входных напряжениях. Но как только подаю напряжение 65В, оба транзистора сгорают. Учитывая, что выброс составляет 40%, напряжение на верхнем транзисторе не должно превышать 91В, т.е. еще есть запас. Уже спалил пять пар транзисторов. Не пойму в чем проблема. Думаю одно из двух: 1) либо, все таки, от выброса напряжения выбивает сначала верхний ключ, а потом и нижний. 2) либо проблемы в обратном восстановлении диода нижнего транзистора. Когда верхний ключ открывается, то сначала идет высасывание заряда из прямосмещенного диода, возникает кратковременный сквозной ток. И как следствие значительное рассеивание мощности на верхнем ключе, ведущее к тепловому пробою. Не знаю в чем проблема. Хочется, чтобы мой преобразователь работал при входном напряжении до 90В, используя при этом те же 100 В транзисторы. Для сравнения, нашел в интернете как-то фото печатной платы мррт-контроллера FM80 фирмы Outback Power Systems. Так там используются транзисторы FDP2532, 150В, время обратного восстановления диодов 105нс. Удивителен факт, что их бак-преобразователь способен работать при входном напряжении до 140В. Напрашивается мысль: Кааааак разработчикам удалось заставить работать транзисторы при столь малом запасе по напряжению???? Внешний осмотр показал, что кроме RC-цепочек 1 нФ /10 Ом, нет никаких других демпфирующих ключей. Может замедлить включение верхнего транзистора?

P.S. В моем бак-конвертере при испытаниях всегда бесшумно пробивает верхний транзистор и всегда взрывается нижний ключ.