Jump to content

    
Hexel

Причина потерь в транзиторах

Recommended Posts

Добрый день!

 

Тов. специалисты, помогите разобраться с вопросом потерь на холостом ходу преобразователя.

Топология - фазный мост. Вход - сеть 220В. Сейчас провожу запуск на низком напряжении 60В, при этом транзисторные стойки на ХХ без нагрузки потребляют 37мА, то есть 2.2Вт. Контроллер 3895, частота 117кГц. Транзистор IPA60R280P6XKSA1, по 2 на стойку. Если я правильно посчитал, то емкость исток-сток на каждый транзистор приходится по 1,3нФ, что никак не вкладывается в мое понимание процесса. Пусть это не 56пФ для 100В, но и не 100-200пФ примерно для 60В. Емкость монтажа дает разницу на целый порядок?

Привожу картинку трассировки и осциллограммы в узлах стоек. Сейчас интегральные драйвера убраны, заменены на трансформаторные на выносной макетке.

Board.png

Q2-Q3.bmp

Q2-Q3-1.bmp

Q4-Q5.bmp

Q4-Q5_1.bmp

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Hexel сказал:

 Если я правильно посчитал, то емкость исток-сток на каждый транзистор приходится по 1,3нФ, что никак не вкладывается в мое понимание процесса. Пусть это не 56пФ для 100В, но и не 100-200пФ примерно для 60В. Емкость монтажа дает разницу на целый порядок?

Непонятно что вы считали, энергию в емкость перевели? А сквозных токов совсем нет? А диоды учли?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, Hexel said:

..Сейчас провожу запуск на низком напряжении 60В, при этом транзисторные стойки на ХХ без нагрузки потребляют 37мА, то есть 2.2Вт...

..Емкость монтажа дает разницу на целый порядок?..

При чём тут ёмкости и полное потребление устройства? Ёмкость монтажа ничтожна.. И потребляют не только "затворы".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Точно так: Для U=60V, f=117e3Hz, P=E*2*f(2 переключения на такт)=CU^2/2*f*2, C=4*C1 (емкость одного транзистора), P=U*I, C1=U*I/(4*U^2*f)=I/(4*U*f) => C1 = 0.037/(4*60*117e3)=1.32нФ. Если можно конечно приводить к одному транзистору. Но наглядно.

Зазор между импульсами поставил 500нс, уж куда дальше... А что диоды? Они на ХХ как-то влияют? Здесь потери вообще есть кроме емкостных?

Я говорю не о потреблении устройства в целом. А именно амперметр поставить в разрыв питания силовой части

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minutes ago, Hexel said:

А именно амперметр поставить в разрыв питания силовой части

Смотря что считать силовой частью.. И не понятно что такое транзисторные стойки.. Вы имеете ввиду что амперметр в разрыв стоков верхних ключей? Тогда это сквозняки.

Даже если напряжение сток-исток равно напряжению питания транзистор всё равно может пропускать ток в переходных процессах. (например верхний ключ 1 Ом и уменьшается, а нижний 100 Ом и увеличивается. Якобы всё закрыто, но...)

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 минут назад, Hexel сказал:

 А что диоды? Они на ХХ как-то влияют? Здесь потери вообще есть кроме емкостных?

Ну они вроде как в обратном включении - емкость заряжается, когда ключ закрыт и разряжается открытым ключом.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я подбирал затворные резисторы для переключения за 50нс. Это как раз на осциллограммах показано. Если быстрее - идут выбросы. Если затягивать - растут опять же потери. Кстати, на картинке Q4-Q5.bmp показан фронт на одной из стоек. Это без резистора по верхнему транзистору вообще. При том, что фронт на стойке Q3-Q4 достигается резистором 22 ома. Или может я не туда смотрю и транзистору... того - каюк? Нада завтра поменять. Хотя я поочередно отключал драйверы стоек, ровно по 18мА каждая...

Драйверы одинаковые, хотя драйвер Q4-Q5 намотан проводом 0,25мм, а Q3-Q4 - 0.18мм.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как уже упомянули, тут надо оперировать не емкостями непосредственно,  а энергией и зарядом. Можно доказать, что для одной стойки потери на жесткий перезаряд емкостей (если нет ZVS, например трансформатор выпаян) Ehb= Vin*qoss. qoss находится интегралом Coss(U) dU от 0 до Vin.

Edited by den913

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, den913 said:

qoss находится интегралом Coss(U) dU от 0 до Vin.

То есть, на диаграмме 18 даташита, интеграл по кривой Coss? Но я так понимаю, что на следующей диаграмме 19 дана уже готовая прикидка, и она точно не согласуется с моими измерениями. Что же я делаю не так...

Share this post


Link to post
Share on other sites
30 минут назад, Hexel сказал:

 Что же я делаю не так...

Посмотреть синхронно ток и напряжение транзисторов, а также посмотреть в затвор - может быть приоткрывается?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Hexel said:

То есть, на диаграмме 18 даташита, интеграл по кривой Coss? Но я так понимаю, что на следующей диаграмме 19 дана уже готовая прикидка, и она точно не согласуется с моими измерениями. Что же я делаю не так...

Да, интегрировать Coss. А вот Eoss он только показывает, какую энергию мы рассеиваем при замыкании транзистора, но еще ж есть энергия источника, которой мы заряжаем другой транзистор с в стойке. Я выше неточно написал. Энергия потерь на одно переключение E=Vin*qoss. У нас два переключения за период и две стойки, тогда потери для моста Ploss=4*Vin*qoss*Fsw. По моему близко к вашим потерям.

miftakhutdinov2017.pdf

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.