Cześć, temat jeszcze nie został przeze mnie skończony. Chcę tu zaprezentować jeszcze kilka innych możliwości i podzielić się informacjami które zdążyłem do tej pory znaleźć. Maniac, do rozpoczęcia poszukiwania kolejnych rozwiązań jeszcze przejdziemy, ALE najpierw skupmy się na tym co już zostało stworzone

Tak więc do tej pory mamy zgromadzone tutaj informacje dotyczące GDT oraz rozwiązania z układem IR2110 i TLP250. Długo się zastanawiałem ( bo od wczoraj.... ) czy najpierw poruszyć kwestię sterowników wymuszających szybką pracę wolnych IGBT czy inteligentnych sterowników z zabezpieczeniami.
Doszedłem do wniosku, że jednak zaczniemy od kolejnych bardziej znanych rozwiązań czyli wymuszania szybkiego przełączania. Wymuszone szybkie przełączanie jest możliwe dzięki układom sterowników charakteryzujących się bardzo dużym prądem w impulsie, co przekłada się na skrócenie czasu narastania i opadania przebiegu bramkowego. Tranzystory MOSFET są z natury dość szybkie (ostatnio znajomy zrobił koniec mocy KF na 7MHz przy użyciu IRF840, są przecież Class E SSTC które również pracują w zakresie 4MHz) i w tym przypadku stosowanie zmyślnych, drogich i zaawansowanych sterowników raczej nie ma sensu, chyba że faktycznie zależy nam na b.dobrych parametrach i wysokich częstotliwościach powyżej zakładanego na początku przedziału 30-300KHz. Ale na nasze potrzeby, by skupić się na wymuszaniu szybkiego przełączania będę teraz pisał tylko o IGBT.
Dzięki zastosowaniu rozwiązaniom z tej grupy możliwe jest między innymi przełączanie dużych tranzystorów IGBT np. CM300/600 itp. z częstotliwością kilka razy wyższą niż przewidzianą przez producenta podaną w nocie aplikacyjnej. W tym miejscu należy się duża gwiazdka i odnośnik do pewnej informacji. Obecnie producenci nie podają częstotliwości pracy IGBT tylko parametry czasowe takie jak Ton, Tr, Toff, Tn. Te parametry są jednymi z najważniejszych przy doborze IGBT. Warto poświęcić temu punktowi osobny temat, lub jedną całą wypowiedź.
Może ktoś z was o tym napisze ? ( sam dokładnie nie znam sposobu wyliczania i sposobu interpretacji tych danych i przekładu na bezpieczną częstotliwość pracy) Kto chce zapunktować to proszę o stworzenie stosownego tematu/wypowiedzi.Jednak czasem można spotkać się z wypowiedziami bądź informacjami producentów że ten i ten tranzystor IGBT pracuje poprawnie do 40KHz
Punkt pierwszy.
Zastosowanie driverów wysoko prądowych które dobrze by pracowały jako sterowniki GDT w sterowaniu bezpośrednim bramki tranzystora IGBT.
O tym że układy typu TC44xx można zastosować bezpośrednio w sterowaniu bramki IGBT chyba wie każdy, a przynajmniej duża część z nas już o tym myślała. Można to zrobić za pomocą odseparowanego zasilania np. +20V, 0..-8V i transoptora albo GDT które służyły by w tym wypadku tylko do separacji od sterownika całego urządzenia. Ale przejdźcie do ostatniego fragmentu tego punktu.
Czy GDT ma sens do wystawienia odpowiedniego stanu wysokiego/niskiego układowi sterowania ? Jeżeli zależy nam na najmniejszym czasie opóźnienia od wyjściowego stanu wysokiego z układu sterowania całym urządzeniem a pojawieniem się stanu wysokiego na bramce IGBT to TAK, ale po co ? Bo jeżeli chodzi o układy nie rezonansowe nie ma to sensu, opóźnienia nie mają większego znaczenia. Jeżeli chodzi o układy rezonansowe i przesunięcie fazy (większe przesunięcie w przypadku transoptora- dłuższy czas reakcji, wspominane 500-1000nS, dużo mniejsze w przypadku GDT) to również nie ma to znaczenia...
TAK, ZAWSZE W UKŁADACH REZONANSOWYCH MUSIMY ODPOWIEDNIO PRZESUNĄĆ FAZĘ !!! Czas reakcji wszystkich elementów sterownika, przełączanie struktury tranzystora itd. mają już na tyle istotny wpływ na przesunięcie fazy że i tak trzeba to odpowiednio niwelować.
Tą powyższą informację odnośnie GDT zawarłem tutaj celowo chociaż, jak teraz to czytam to wydaje się to wszystko nie jasne.
Musiałem jednak zawrzeć tą informację bo mam dla was jeden z przykładów w którym zastosowano driver podobny do TC44xx zasilony z dwóch napięć odseparowanych od sterownika głównego. Sygnał sterujący jest przekazywany przez GDT. GDT pojawiło się tutaj z powodu niskich opóźnień, a sam sterownik jest dość przestarzały (już nawet wycofany ze sprzedaży) bo autor projektu, zabierając się za ten projekt jeszcze nie do końca wiedział na czym polega i jak uzyskać odpowiednie przesunięcie fazy. Uznałem jednak że warto przedstawić te rozwiązanie jako edukacyjne, pokazać że można. Powiem więcej, mimo kilku wad o których zaraz napiszę to ten sterownik IGBT chyba nawet się sprzedawał... Ale, jak ludzie widzą że układ sterowania wyciąga 30A i czas włączenia w przypadku ogromnego kloca (CM600) mieści się w granicy 100nS a wyłączania 35nS to nie mogło być inaczej...
A więc rozwiązanie o którym piszę jest zaprezentowane na stronie:
http://www.easternvoltageresearch.com/d ... ivers.htmlA PDF z instrukcją montażu i uruchomienia:
http://www.easternvoltageresearch.com/d ... alrev1.pdfPrzedstawiony sterownik IGBT oparty jest o IXDN430CI. Ten układ w odróżnieniu od TC44XX posiada kilka bardzo ważnych zalet. Więc jeślibyście chcieli zbudować już sterownik w oparciu o TC44XX musicie wziąć pod uwagę to co posiada IXDN i wprowadzić dodatkowe elementy do sterownika, i jest to konieczne. A więc mam na myśli to czym już chwali się producent na pierwszej stronie noty PDF dostępnej tu:
http://ixdev.ixys.com/DataSheet/99045.pdfBudując sterownik tranzystorów mocy IGBT za pomocą TC44xx należy bezwzględnie wprowadzić następujące rozwiązania:
a) "Latch-Up Protected" czyli ochrona przed stanami nieustalonymi podczas uruchamiania samego sterownika IGBT
b) "Under Voltage Lockout Protection" czyli blokada, zwarcie GE podczas wyłączania sterownika
Tak więc nie ma w internecie zbyt dużo informacji na temat samych TC44XX użytych jako bezpośrednie sterowniki IGBT, stworzenie pomocniczych układów zapewniających podpunkty a) i b) i które musiały by bardzo szybko działać, było by to dosyć kłopotliwe...
Lepiej więc zostawić sobie TC44XX do GDT. No chyba że np. Mania-c znany z zawiłych rozwiązań zaraz opracuje sposób z ultraszybkim komparatorem Rail-To-Rail i mosfetem typu P wstawionym równolegle w G-E sterowanym z powyższego komparatora... Bo chyba tak się da i nie jest to głupie ? Podczas pisania tych postów dwa razy przewiną się wątek finansowy więc teraz przewinie się trzeci raz. Czy opłacalne by było takie szukanie rozwiązań zamiast zastosować czegoś pod te konkretne zastosowania i ewentualnie przerobić wyjście sterujące by pociągnęło kilka A w impulsie więcej i spadła impedancja wyjściowa sterownika IGBT ? O tym zaraz, niestety trzeba wrócić ponownie do GDT...
Więc punktem drugim jest znowu GDT. Gdy rozpatrujemy GDT pod kątem szybkiego przełączania możemy wziąć pod uwagę rozwiązanie z pośrednim pełnym mostkiem, tak jak już wspominałem na początku. Konstrukcje tego typu przedstawił nam na forum Dżejwor i D3211.
Dżejwor zrobił to tak:
Cytuj:
Ciekawostkę stanowi sposób zwiększenia wydajności driverów bramek. Zastosowałem w tym celu mostek na "małych" mosfetach sterowany pośrednim GDT który dopiero steruje gigantycznym GDT od tranzystorów głównych. Zapewnia to bardzo małą impedancję drivera oraz dużą wydajność prądowa w impulsie. Nie jesteśmy też ograniczeni maksymalnym napięciem zasilania driverów które dla UCC wynosi 18V. Można dać nawet 70V i GDT w układzie 4:1:1:1:1 co bardzo poprawia parametry sterownika. Ponieważ "transformacji" przez GDT ulega także impedancja strony pierwotnej co oznacza czterokrotne jej obniżenie a to z kolei zmniejsza nie pożądane oscylacje wnoszone przez tę impedancję. W chwili obecnej jednak GDT jest 1:1:1:1:1 a napięcie zasilania to 18V. Puki co wszystko wydaje się działać poprawnie. Nie mam żadnych szpilek na IGBT w trakcie pracy są one praktycznie zimne a przebiegi na bramkach bliskie idealnym.
D3211 pisze tak:
Cytuj:
Witam, po namyśle sterownik bramek IGBT został nieco przerobiony.Postanowiłem zrobić gdt obniżające napięcie dwa razy i zasilać je z 40V. Sam mostek sterujący bramki został przerobiony na większy z większymi mostetami i dodany do niego zasilacz 40V.
Dżejwor w kolejnej, większej wersji DRSSTC zrobił tak:
Cytuj:
Driver to standardowo predikter jednak tym razem na jego wyjściu znajduje się mostek pośredni który sam w sobie zasilił by małą teslę - zbudowany z takich samych mosfetów jak moja pierwsza SSTC

daje na wyjściu +/-80V które zasila potężne GDT obniżające napięcie czterokrotnie. Pozwala to na uzyskanie bardzo stromych zbocz sygnałów bramkowych mimo stosunkowo dużej pojemności bramek CM300. Rozwiązanie to wydaje się sprawdzać bardzo dobrze.
No i jeszcze kolejna wersja pośredniego pełnego mostka GDT by D3211:
Cała ta akcja z mostkami pośrednimi wzięła się prawdopodobnie od Finn-a Hammer-a. Tak mi się wydaje przynajmniej że pierwszy raz zastosowano mostek pośredni w konstrukcji "Thumper" mniej więcej w tym momencie:
http://4hv.org/e107_plugins/forum/forum ... p?68820.60 Thumper to według mnie naprawdę bardzo rewolucyjna konstrukcja i należy zapoznać się z całym tym tematem. Wyjściem z Thumpera i przetestowanie sterownika "preditker" było "ghetto coil" :
http://4hv.org/e107_plugins/forum/forum ... hp?71414.0No i ten wspomniany, prawdopodobnie pierwszy w życiu mostek pośredni który zobaczyłem:
Jak już przeszliśmy etap pośrednich mostków to... okazało się, że szybko powstała dla niego alternatywa w postaci jeszcze mocniejszych sterowników uzwojenia pierwotnego GDT. Taki sposób już pojawiał się w uniwersalnym sterowniku (UD) zaproponowanym przez Stev-a Warda pod koniec 2008r:
http://www.stevehv.4hv.org/new_driver.htmlWarto wspomnieć że pierwsza konstrukcja Finna Hammera, ta przełomowa powstawała w połowie 2009 roku... Można powiedzieć że świat się podzielił na zwolenników prediktera oraz UD. Wracając do UD to projekt nadal jest rozwijany i nawet sprzedawany w postaci gotowych do montażu/zmontowanych płytek PCB. Puki co, schematy są w dalszym ciągu udostępnione więc korzystając z okazji właśnie ściągam ten najbardziej aktualny i prezentuje tu na forum.
Jak widać UD przystosowane są do pracy z dwoma równolegle pracującymi GDT z pominięciem mostka pośredniego.
Więcej informacji o UD:
http://www.loneoceans.com/labs/ud27/Jak widać, na naszych oczach powstaje historia Cewek Tesli i ich sterowników. Podając jeszcze daty trochę się czuję jak uczestnik jakiegoś powstania, a trochę jak nauczyciel historii
Ps. CDN.
Ps.2 Mania-c, postaram się potem dokładnie przeanalizować co napisałeś, ale jak już mówiłem na razie chcę się skupić na tym co już jest
Ps.3 takie pisanie zajmuje mi dużo czasu, czas na przerwę. Nie obiecuję że w ciągu tygodnia coś się pojawi z mojej strony w tym temacie. Ale przypominam, w czwartek ustawowy dzień wolnego, w piątek urlopy pobrane więc szybko wrócę
