Jump to content
    

Пробой транзистора IGBT

Здравствуйте,

Коллеги, может и кто подкинуть идею - в чем здесь проблема.

Делаю прототип диммера для управления лампой, по следующей схеме

image.thumb.png.5e99bdda547295070c17d4785d9ea61b.png

Показана только силовая часть. Лампа включена последовательно с двумя транзисторами, "L" и "N" - фаза и нейтраль 230В.

Транзисторы 650В, 40А.

Диоды - "body diodes" самих транзисторов.

Открывающий импульс подается посредством оптрона, 9В от изолированного источника, как показано на схеме.

Фронты - 5 мкс открывание, 30 мкс закрывание.

Т.е. при положительной  полуволне ток течет через Q1 (когда открыт), и диод Q2, и наоборот - при отрицательной.

Открывающий импкльс подается сразу при пересечении сетевым напряжением нуля, а его длительность зависит от требуемой мощности.

Теперь, собственно, проблема.

С маленькой нарузкой (40 вт лампочка) - все ОК.

Подключаю параллельно резистор 100 Ом.

При увеличении длительности импульса, лампа начинает мерцать. Осциллограф показывает, что есть осцилляции на некоторых полупериодах.

image.thumb.png.ea3e9aa982f7f85ce5aefebbac95e039.png

Желтая трасса - ток,розовая - управляющие импульсы, зеленая - выход компаратора пересечения "0".

Во время осцилляции, "пачки" на зеленой и розовой трассах - наводки от осцилляции, на земляной шине я тоже их вижу.

Придальнейшем увеличении длительности - сгорает один из транзисторов.

Самое интересное - ВСЕГДА ОДИН И ТОТ-ЖЕ! И осцилляции - всегда тооько в одной полуволне!

Я даже не понимаю, это связанные проблемы (пробой транзстора и осцилляция), или независимые.

Я знаю, что при параллельном включении затворов есть опасность осцилляции. Пробовал закоротить затвор-эмиттер одного из транзисторов, не давая ему открываться - второй пробился все равно!

Да,забыл сказать - в затворах каждого транзистора 10 Ом, параллельно затвор-эмиттер - 15В стабилитрон, параллельно К-Э - варистор на 480В. Ничего не помагает :-(

 

Буду рад любой идее.

Спасибо

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Первое, что подумалось - свободные затворы. Их нужно коротить на эмиттеры.

Второе - паразитная связь через источник 9V.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для управления IGBT используют специальные микросхемы драйверы.

И не надо надеяться на встроенные диоды.

 

Edited by LLLLLLLLLL

Share this post


Link to post
Share on other sites

5 часов назад, Igor_S сказал:

Открывающий импульс подается посредством оптрона, 9В от изолированного источника, как показано на схеме

На схеме никакого источника не показано. Он должен быть как минимум 15 В, и оптрон должен управлять не затвором, а драйвером затвора, гарантирующим импульсные токи хотя бы 2 А.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На схеме ну указан тип транзистора. 9В может, действительно оказаться маловато, как уже указали. И драйвер тоже нужен.

Я бы еще рекомендовал небольшие сопротивления в затвор каждого транзистора, но это поможет при наличии драйвера.

Возбуждение может быть еще  из-за большой индуктивности цепи внешней, поэтому параллельно транзисторам снабберы или конденсаторы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

16 часов назад, Igor_S сказал:

Фронты - 5 мкс открывание, 30 мкс закрывание.

посчитайте, какие там динамические потери в зависимости от тока нагрузки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не проще включить один IGBT в диагональ низкочастотного выпрямительного моста?

так сделано на управление подогревом СМД печки, мощность около 4 кВт, 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо всем ответившим,

Транзисторы - AFGHL50T65SQDC

Изолированный источник - на моем наброске, подключен к коллектору оптрона.

Если можно, суммирую рекомендации:

- 9В мало для открывания. Очень хотел бы понять, почему - пороговое напряжение затвор\эмиттер 6В максимум.

- Использовать драйвер затвора. Здесь тоже я хотел бы посоветоваться. Да, я понимаю, что для перезарядки емкости затвора нежен импульсный ток. Но даже такая схема с эмиттерным повторителем обеспечивает 5 мкс заряд до 9В,  30 мкс разряд до нуля. Конечно, это потери, но я-то думал, что раз я даю импульсы открывания редко ( раз за 10 миллисекунд) - то можно будет с этим мириться. Это ведь не ШИМ в инверторах...

- Не надо полагаться на встроенные диоды. А почему? Их параметры нормируются в даташите, что может быть не так?

- Не проще включить один IGBT в диагональ низкочастотного выпрямительного моста? А чем проще, и что это меняет в плане управления? Для меня это сложнее - но это уже другой вопрос, я бы хотел понять -что принципиально меняется при этом?

 

Простите за ламерские вопросы, я не сталкивался с ИГБТ до сих пор...

А, да - главный-то вопрос! Как в фильме "Ищите женщину" - "Стойте! А кто-же его, все-таки, убил!?" То есть транзистор то почему может пробиваться, причем всегда один и тот-же?

 

Еще раз спасибо за обсуждение!

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

7 минут назад, Igor_S сказал:

понимаю, что для перезарядки емкости затвора нежен импульсный ток

Не понимаете. Нужна подтяжка затвора на эмиттер постоянным током 2 А, а ещё лучше на –5 В, чтобы пересилить импульсный ток Миллера при возбуждении.

Share this post


Link to post
Share on other sites

48 минут назад, Igor_S сказал:

То есть транзистор то почему может пробиваться, причем всегда один и тот-же?

Все как у женщин - нет двух одинаковых. 

Только вы пока не правильно интерпретируете, у вас выживает один и тот же, а пробиваются разные, судя по всему.

Вот когда тот что выживает поставите на место тех что пробиваются, можно будет говорить на счет места или не места.

Share this post


Link to post
Share on other sites

18 часов назад, Igor_S сказал:

- Не надо полагаться на встроенные диоды. А почему? Их параметры нормируются в даташите, что может быть не так?

Ну, если нормируются, то полагайтесь.  Хотя по доке их ток меньше, чем прямой у транзистора

Цитата

- Не проще включить один IGBT в диагональ низкочастотного выпрямительного моста? А чем проще, и что это меняет в плане управления? Для меня это сложнее - но это уже другой вопрос, я бы хотел понять -что принципиально меняется при этом?

При установке моста появится дополнительное падение напряжения и, соответственно, дополнительная рассеиваемая мощность. Кроме того НЧ диоды могут и не работать при имульсах 5 мкС.

Цитата

 

А, да - главный-то вопрос! Как в фильме "Ищите женщину" - "Стойте! А кто-же его, все-таки, убил!?" То есть транзистор то почему может пробиваться, причем всегда один и тот-же?

как бы ответил Ф.М. Достоевский - "вы и убили".

 

 

=================

ЗЫ:

Короче,  примените HCPL-316J ( 2.0 Amp Gate Drive Optocoupler ).   Микросхема несколько избыточная для вашей задачи, но зато всё будет работать.

 

 

 

Edited by LLLLLLLLLL

Share this post


Link to post
Share on other sites

У ТС, судя по всему, сетевой девайс, транзисторы включаются при нуле напряжения. Высокое выходное  сопротивление каскада раскачки, возможно если он там включит пушпул ему этого и хватит. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

18 minutes ago, ВН2 said:

У ТС, судя по всему, сетевой девайс, транзисторы включаются при нуле напряжения. Высокое выходное  сопротивление каскада раскачки, возможно если он там включит пушпул ему этого и хватит. 

Да, конечно, девайс сетевой и транзисторы открываются при "0" или около того. Но, если я правильно понял ув. Plain, проблема как раз при выключении. Резкое возрастание напряжения на коллекторе (с напряжения насыщения до пикового, скажем 300В) создает импульс тока через дифф цепочку, образованную емкостью Миллера (10 пф) и моими 600 ом в эмиттере оптрона. Но я лействительно не понимаю - i=C*dv/dt. Скажем, 300В в худшем случае, 1мкс при 10 пф дают 3 мА импульс тока, на 600 ом - это 1.8В на затворе. Те. задержит закрывание немного (плато Миллера?) - ну и что? Разве это может убить транзистор?

Извините, ув. Plain, я не пытаюсь спорить - просто хочу понять

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 hours ago, Igor_S said:

То есть транзистор то почему может пробиваться, причем всегда один и тот-же?

Поможет управление затворами гораздо более жёстким источником напряжения. Таким образом будут минимизированы нежелательные влияния на него. А какая ещё кривизна имела решающее значение на перекос статистики бабаха станет вторинчым.

28 minutes ago, Igor_S said:

 i=C*dv/dt. Скажем, 300В в худшем случае, 1мкс

Подозреваю, что вспышка тока стока там довольно высокочастотная.

Share this post


Link to post
Share on other sites

53 минуты назад, Igor_S сказал:

образованную емкостью Миллера (10 пф) и моими 600 ом в эмиттере оптрона.

https://ru.mouser.com/pdfDocs/AFGHL50T65SQDC-D-1590356.pdf

картинку 8 смотрите, какие там 10пф... при открытом транзисторе. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...