Polskie forum dyskusyjne poświęcone dziedzinie wysokich napięć, głównie transformatorom Tesli (SSTC, DRSSTC, VTTC, SGTC) oraz generatorom wysokiego napięcia.
Naszło mnie na pytania :
Czy ma ktoś z was ma jakieś wybrane szybkie i "dobre" tranzystory do mostków pośrednich ?
albo może ktoś już zastosował optoizolator do konstrukcji mostka ?
właśnie się zastanawiam nad powyższym rozwiązaniem lecz najpierw szukam wszelakich informacji na temat mostków pośrednich ... Jeśli ktoś coś ma sprawdzonego to zapraszam do wspólnego gromadzenia i wymiany informacji
Praktycznie każdy mosfet się nadaje. im mniejsze RDSon tym lepiej. w małych teslach siedzą SUP60N10w dużej IRFPS40N60K - tak to by pociągnęło samo małą teslę Lekka przesada ale mam ich sporo
40n60 to nie lekka przesada wcale takiego rdson nie maja rewelacyjnego , poza tym 600V mosfety do sterowania to tez lekka przesada generalnie zastanawiałem się nad jakimś mostkiem pośrednim który będzie działał do częstotliwości 500khz... im więcej tym lepiej oczywiście ... i pojemnością bramki 22nF
Dzej Twój mostek pośredni to dwa kanałay N na jedna stronę czy N i P ?
Używasz taki mostek jak ten poniżej ?
Załączniki
1150667799_30_FT1630_img_1760_brick.jpg (69.13 KiB) Przejrzano 12375 razy
Ostatnio zmieniony 19 paź 2011, 21:45 przez Mania-C, łącznie zmieniany 1 raz.
Opóźnienia nie mają znaczenia. Przy zasilaniu mostka głównego 700VDC Sterowanie bez GDT jest problematyczne. Generalnie sterowanie górnego tranzystora bez GDT jest problematyczne. Najczęstszą przyczyna rozwałki w mostku w teslach bez GDT jest awaria górnego drivera. indukcyjności nie ograniczy do zera bo połączenia nie mają zerowej indukcyjności. poza tym jeżeli przebiegi są czyste a czasy narastania i opadania w normie, to nie ma co się przejmować
Połączenia mają jakąś "x" indukcyjność wiadomo ... no właśnie obawiam się o to że przy rosnącej f coraz ciężej jest wysterować bramkę odpowiednio przez GDT ... Po prostu coraz większe znaczenie ma wpływ indukcyjności w której rozładujemy ładunek bramki dużego "klocka" ... Dlatego Dzej szukam opcjonalnego środka ....
Nie napisałeś dlaczego sterowanie bez GDT to problem ? ilość separowanych źródeł zasilania ?
Masz jakąś fotkę swojego drivera ? jaka jest przekładnia GDT u Ciebie ?
Przekładnia GDT jest 4:1:1:1:1 a fotki gdzieś tu były w wątku o DRSSTC4 To co wrzuciłeś parę postów wyżej to nie jest żaden mostek pośredni tylko jakaś hybryda półprzewodnikowego drivera i GDT. nie wiem po co takie komplikacje. I jeszcze to połączenie sygnałów na RJtce ... skąd ty to wytrzasnąłeś w ogóle ? Pierwsza zasada - sterownik bramek ma być tak prosty jak to tylko możliwe. Skomplikowane układy są awaryjne. Mam wrażenie że nie ogarniasz idei mostka pośredniego. Tu masz moje schematy i płytkę http://dzejwor.myftp.org/drsstc/drsstc4/gate%20driver/
jak widać sterownik dla CZTERECH IGBT jest ekstremalnie skomplikowany przebieg na bramach prawie idealny - minimalne podbicie na dole - można skasować opornikiem ale po co.
Połączenia przy samych IGBT także proste.
Ale jak ktoś lubi to może kombinować z:
Przetwornicą zasilania driverów/czterema osobnymi transformatorami, problematycznym sterowaniem górnych IGBT- zauważ że problem tutaj polega głównie na tym ze punktem odniesienia dla napięcia bramkowego jest środek półmostka który to w trakcie przełączania płynie od ~0V (otwarty dolny tranzystor) aż do napięcia zasilania mostka (otwarty górny tranzystor) W praktyce oznacza to niemały problem a GDT realizuje to po prostu z automatu. Dodatkowym problemem jest fakt że zanik napięcia zasilania elektronicznego drivera potrafi zostawić IGBTki otwarte natomiast zanik napięcia na GDT spowoduje ostatecznie zamknięcie wszystkich czterech IGBT bo bramki rozładują się przez oporność uzwojeń. Oczywiście każdy ma prawo robić jak chce. GDT ma też wady i najmniejsza z nich jest indukcyjność rozproszona - zakładam dobre wykonanie transformatora. Im większa indukcyjność rozproszona tym większe podbicie na dole zbocza opadającego oraz gorsze czasy opadania/narastania ale do puki wszystko mieści się w normie to nie ma znaczenia. Driver z mostkiem pośrednim zasilanym 80V daje tak duży wykop na bramkę że czasy narastania na stosunkowo wolnych CM300 które w dodatku mają gigantyczną pojemność bramek potrafią być poniżej 200ns. Oczywiście tak mały czas narastania to wada a nie zaleta. Trzeba zwalniać opornikiem żeby nie było zwarć skrośnych. Uprzedzając zwolenników deadtime-a minimalny można zastosować - rzędu kilkanaście kilkadziesiąt ns ale nic więcej. pewien minimalny deadtime istnieje zawsze i wynika z samej charakterystyki tranzystora - bramka nie otwiera się od 0V tylko od napięcia progowego które potrafi wynosić nawet 6.5V. Sztuką jest tak dobrac oporniki na bramkach aby oba tranzystory w mostku znalazły się w tym obszarze napięcia bramkowego równocześnie. Dlaczego normalny deadtime to zło ? Bo przytrzymuje tranzystor dłużej w obszarze pracy liniowej - ciepło.
O takie coś mi chodziło Drzej oczywiście przyznaje racje pomyliłem się i wrzuciłem wszystko do jednego wora a tak jak piszesz mostki pośrednie do GDT a Sterownik bramek to co innego ale służy do tego samego wiec ok kontynuujmy bo temat coraz bardziej mi się podoba szkoda ze tylko my mamy spostrzeżenia
Moja adnotacja chyba nie jest problemem zrobić driver który nie zamknie odrazu po zaniku prądu wszystkich tranzystorów głównych (które są sterowane) ... jednym z prostszych rozwiązań byłby pojemny kondensator albo jeszcze lepiej parę
Schemat i zdjęcia które wrzuciłem wcześniej do driverek skołpboja z 4HV podobno bardzo dobry i wymiernie prosty steruje IGBTem CM600HA-24H a ten ma masakryczną pojemność bramki 120 nF Skopi używał go do sterowania swojego OLTC z tranzystorami CM600HA-24H... w załączniku dodaje fotkę z przebiegu tego driverka w miejscu Bramka-Emiter głównego tranzystora
"Trzeba zwalniać opornikiem żeby nie było zwarć skrośnych." Tzn zwalniasz całość Trise i Tfall to pytanie które mnie nurtuje przy obciążeniu nasz tranzystor znacznie dłużej się wyłącza (rosną czasy dly time i t fall - miedzy innymi) ... dlaczego nie zwalniać T-fall by nie było zwarć skośnych a nie przyśpieszać T rise skoro i tak przy obciążeniu one rosną ?
Zwalnia się narastanie a opadanie ma być tak szybkie jak się tylko da. Nie powiem żeby na tym oscylogramie szybko opadało. Niemniej jednak o ile mi wiadomo w OLTC nie ma mostka. U mnie siedzą CM300 ... 4szt one maja po 60n pojemności bramkowe. Przebieg w OLTC może i ok ale w DR bym się bał z takim. Poza tym w OLTC IGBT jest jeden i to od masy więc problem sterowania górnego tranzystora nie istnieje. napisałem ze opóźnienia nie mają znaczenia - oczywiście jest to słuszne w sytuacji gdy mogę je sobie skasować predikterem w każdym innym driverze to byłby problem. Sam Hammer gdzieś napisał że mostek pośredni to partyzantka niemniej jednak ta partyzantka się całkiem dobrze sprawdza. Drivery półprzewodnikowe mają takie zalety jak chociażby możliwość ustawienia punktu przełączania każdego tranzystora osobno czy detekcja wyjścia z nasycenia. No i można zrobić sterowanie +18/-8 Bo w praktyce nie ma po co dawać bardziej ujemnego a pozbieranie się z -8 do +18 trwa krócej niż pozbieranie się z -18 do +18 do tego zużywa mniej energii.
Postanowiłem się troszkę zabawić (jak zwykle) i pójść troszkę pod "prąd" i zaczełem eksperymentować z driverami bramek
Założenia wstępne
- uzyskać jak najmniejsze czasy przełączeń
Tym tez sposobem powstaje pierwszy prototyp
Budowa prosta 2 regulatory 78xx i 79xx dużo kondensatorów impulsowych przy zasilaniu driver sterujący tranzystory pośrednie to MIC4451 a tranzystory pośrednie już przy samym sterowniku bramki to IRF530 mosfet N i xxxxx mosfet P (tego jeszcze nie wybrałem). Przez Superszybki optocupler XCPL mozna również sterować ten driver bez zastosowania transformatora separującego
Poniżej foty jeszcze nie zlutowanego wpełni driverka ... Wiecej niebawem
No zobaczymy co się stanie jak to podepniesz do górnego tranzystora bo akurat sterowanie dolnego to żaden problem. Dyskusyjnym jest czy mały czas załączania jest dobry. Hammer jednoznacznie stwierdził doświadczalnie że nie oraz ze deadtime jest gorszy od wolniejszego włączania ale zobaczymy
Dlatego może lepiej 2 takie same sterowniki na dolny i górny ? oczywiście deadtime będzie no ale liczę ze w granicach tolerancji mojej bynajmniej
MIC4451 -20ns
XCPL- 20ns
tranzystory 20ns około
czyli może będzie działać czysty eksperyment z tymi czasami oczywiście kieruje się Twoją wskazówką odpowiednio długo załączać ale wyłączać błyskawicznie
stąd tez 2 rezystory bramkowe na T(on) na start dam 8Ohm a T(off) może z 1R
Symulacja którą przeprowadziłem pokazała iż przy tych wartościach sterownik jest w stanie załączyć 60nF na bramce w 360nS a wyłączyć w 61nS to chyba ładne czasy (częstotliwość poddana 100khz) wiadomo to tylko symulacja wiec rzeczywistość może być diabelnie odmienna
Akurat częstotliwość niema prawie żadnego wpływu na czasy zrób symulacje przy 1 10 60 i 100kHz czas narastania i opadania będzie podobny a to dlatego ze ładujesz kondensator o stałej pojemności przez opornik o stałej wartości więc masz klasyczny przykład stałej RC oczywiście bramka IGBTka to nie jest idealna konda i pod obciążeniem będzie różnica i jest jeszcze coś takiego jak efekt Millera i to jest prawdziwe zło w tym wszystkim 60nS opadania to całkiem dobry wynik. Narastanie zwykło się dobierać empirycznie ale jego zmniejszenie to kwestia zmiany rezystora.
Jest zło ale co poradzisz ... Vishay w swojej książce podaje ze by używać zenerków do gaszenia multiplikowanej skuteczności bramki - co w myśli rozumiem tak ze przy sterowaniu bramki z jakiegoś zasilania X o stałym napięciu V może pojawiać się nagły wzrost i spadek V na bramce na skutek zmian pojemności bramki oraz wpływu sprzeżenia kolektora (effekt millera) ... czyli zenery miałby by gasić dalszy wzrost Vge ograniczając dalszy wzrost prądu Ice
...
Info z "Vishay Semiconductors - IGBT/MOSFET Gate Drive Optocoupler"
Dzej wiadomo dla 1khz czas narastania i opadania to pikuś 360nS i 61nS a dla 500khz to już mamy znaczny problem gdyż nasze czasy dvdt to 1/4 całego impulsu tej częstotliwości dlatego tak trudno jest sterować tranzystory np do tesli 4mhz sygnałem prostokątnym - określając to nasz sygnał nie może mieć 50% wypełnienia (chyba ze wymyślą specjalnie dla nas tranzystory z grafenu 100razy szybsze wtedy może to będzie możliwe ale obecnie nie dyrydy heh)
to jest przebieg na bramkach moich IGBT 60n60 bezpośrednio z UCCków przy f=200kHz i rezystorze
30 Ω .A tutaj na SKM300 sterowanych z mostka pośredniego zasilanego z 40V i gdt 2:1.
Witam d3211.. ładne przebiegi - masz symetryczne zasilanie na UCC ? też masz ten sam most pośredni jak dzej ? takie same fety ?
... ja się tak zastanawiam Dzej używa mosfetów na półmostku które pociągły by nie tylko małą tesle. dodaje w ten sposób ok 100ns deadtimu na Ton w samym mostku pośrednim . ten driver będzie miał też około 100ns deadtimu z tym ze omijamy całą konstrukcje mostków sterowników i innych ciulst w układzie sterowania tzn. np pętle zwrotną może obsługiwać sam 74hc14 + "jakiś układ kompensujący przesunięcia w fazie" + 2 bjt, podłączasz do tego cuda przez optoizolator i to już będzie gotowy sterownik.
Chyba ze widzę świat przez "różowe okulary" i coś mi się namieszało , no ale cóż niebawem zakończę budowę tego cuda. Z tego co już wiem to na pewno potrzebne mi są takie dwa by móc jakiś główny połmostek sterować
Tak zdecydowanie widzisz świat przez różowe okulary. Wszystko jest fajnie puki nie chcesz sterować górnego tranzystora w półmostku ale kombinuj. Przejmujesz się 100ns opóźnieniem weź poprawkę na fakt ze przeciętny igbt ma delay na poziomie 500ns i czas załączenia drugie tyle. Predikterem można spokojnie skasować 2us zwłoki. Jak ktoś się chce bawić w stary sterownik warda to ma problem no musi zakupić wiadro igbtków i drugie wiadro snubberów żeby to działało . Tyle w temacie opóźnień. Co do driverów i optoizolacji - wprowadza ona większe opóźnienia niż most pośredni do tego wymaga czterech odseparowanych zasilaczy poza tym jak już mówiłem najczęstszą przyczyna awarii cewek z elektronicznym driverem bramek jest uszkodzenie elektronicznego drivera bramek
Lekka przesada ale mam ich sporo 
60nS opadania to całkiem dobry wynik. Narastanie zwykło się dobierać empirycznie ale jego zmniejszenie to kwestia zmiany rezystora.
