[SVNKz 1]

В книге "Силовые полупроводниковые ключи. П.А. Воронин 2 издание" В главе 5.2 "Методы защиты от помех" подробно описана топология и методы конструирования обсуждаемой в теме схемы. И вообще необходимо внимательно прочитать всю книжку, а начать с проверки силовых ключей на соответствие их заявленным характеристикам - 99% брак или стали таковым из-за нарушения условий хранения... Настоящий фирменный транзистор в 5-6 раз дороже предлагаемых в общедоступных магазинах. 

Общее замечание - большая площадь паразитных токовых петель пропорционально создаёт мощные импульсные помехи магнитного поля, для "фильтрации" которых пока ещё не созданы керамические конденсаторы необходимой ёмкости. 

Разводка печатной платы должна начинаться с линии связи ключей, самих ключей и драйверов управления ключами. Ключи и драйверы необходимо проверить как отдельно, так и в связке на отдельной плате и вообще иметь отдельный стенд для проверки. 

Мне понадобилось пару лет на изучение и эксперименты. В результате могу сообщить:

1. Начинать разработку можно при наличии проверенной связи с заводом изготовителем и договора на поставку, как минимум, партии ключей, иначе получите "убедительные" доказательства работы с отбракованными в процессе производства и перепроданного "толковым" менеджером контрафакта;

2. Экспериментировать можно при 100% проверке всех элементов в схеме;

3. На изучение и эксперименты понадобится пару лет, включая разработку эквивалента нагрузки в соответствие с ТЗ от заказчика;

4. Экспериментальную плату можно смонтировать проволочным монтажом, который считается эталоном, а разводимая далее топология должна иметь паразитные ёмкости и индуктивности в соответствие с эталоном.

Полупроводниковые ключи, характеристики, Воронин.pdf

[_Sergey_ 13]

10 hours ago, Dikoy said:

питание перекручено вокруг друг дружки

А у новой мы имеем по 2 сплошных, непрерывных, ровных полигона силового + и -, идущих параллельно в обоих слоях.

Такой звон на фронтах происходит от остатков энергии в паразитных элементах. Конкретно в вашем случае - индуктивности полигонов питания. О чем вам Plain несколько раз написал.

Quote

ИМХО идеальная схема.

Только не работает.

Quote

Мы лепили конденсаторы пачками

Не в том месте.

На той картинке конденсатор на проводках - толку от него?

Частота звона около 10 МГц, вот на ней конденсатор должен закорачивать полигоны питания около транзисторов между собой.

2 hours ago, SVNKz said:

4. Экспериментальную плату можно смонтировать проволочным монтажом, который считается эталоном, а разводимая далее топология должна иметь паразитные ёмкости и индуктивности в соответствие с эталоном.

Было бы интересно взглянуть на устройство с GanFET-ами, монтаж которого выполнен проводами.

Время переключения - сотни пикосекунд!

[Dikoy 3]

7 часов назад, _Sergey_ сказал:

Такой звон на фронтах происходит от остатков энергии в паразитных элементах.

Разумеется, но звон (генерация) также зависит и от добротности контура, разве нет? А добротность - от активного сопротивления. И у крайнего дизайна оно явно меньше. 

7 часов назад, _Sergey_ сказал:

О чем вам Plain несколько раз написал.

Он-то прав, но то, что он предлагает, не реализуемо с текущими размерами деталей и токами, вот в чём проблема. Посмотреть хоть старый дизайн - ну не звенит, ок. Вот только чтобы он не дымился от перегрева приходилось паять медь поверх, и всё равно это мало помогало. Грелось всё - силовые полигоны, виасы, олово под медяшками. По этой причине перешли к такому дизайну, где меди уже достаточно (на 60% мощности Т платы +8 градусов к амбиенту). Но за это получили звон. И в любом случае придётся оставлять что-то подобное и бороться со звоном на подобном дизайне. 

Закорачивание полигонов я вижу только одним путём - убирать с нижнего слоя драйверы и ИНА, оставлять только разъёмы, шунты и затворные резисторы, сводить полигоны на нижнем слое максимально близко и там по всей длине распаивать керамику. Либо уходить на 4 слоя и вести на внутренних слоях сигнальную землю и разводку драйвера и INA. Но это менее желательно, конечно.

10 часов назад, SVNKz сказал:

Настоящий фирменный транзистор в 5-6 раз дороже предлагаемых в общедоступных магазинах. 

Мы все детали для прототипов берём на маузере/диджикее, причём на американском и пересылаем. Проходили уже фейковые чипы. 

В данном случае транзисторы тоже с маузера.

 

7 часов назад, _Sergey_ сказал:

Частота звона около 10 МГц

Таки 30м длина волны... А ноги там пара см, да и капациторы не простые, 860040780019 или EEUFR1J681L. 

Если посмотреть старый дизайн, то там электролиты папаяны только на входе и лёжа (то есть, тоже есть длина ног). А у нового, со всеми его недостатками, они напаиваются в двух точках по ходу тока и по всей ширине полигона с двух сторон (сопротивление пайки меньше слоя меди, за счёт площади).

8 часов назад, _Sergey_ сказал:

Только не работает.

Шумит, это другое!  

 

 

19 часов назад, amaora сказал:

Сравните параметры reverse recovery, попробуйте отдельно верх и отдельно низ переключать с резистивной нагрузкой.

Кстати, ведь при shoot through транзисторы должны греться, разве нет? У нас нагрева не наблюдается.

И когда мы диоды ставили параллельно С-И, разве это не должно было прибить обратное смещение? Или 4007 тут просто не годится? 

[amaora 20]

20 hours ago, Dikoy said:

Мы лепили конденсаторы пачками https://www.dropbox.com/s/zhs2hsys82lkrjr/2.jpg?dl=0 

И практически ноль изменений. Если бы звон был по паразитным связям, конденсаторы должны были бы помочь или внести любое изменение в поведение, но нет.

Так звон в фазной цепи, заряд ёмкостей body диодов и других, а ток (сквозной) идёт по длинному контуру, верхние и нижние ключи далеко. Их надо установить как на вашей картинке установлены параллельные пары ключей, корпус в корпус, тогда и для конденсаторов место будет у самых ног. Либо переключать медленнее.

2 hours ago, Dikoy said:

Кстати, ведь при shoot through транзисторы должны греться, разве нет? У нас нагрева не наблюдается.

И когда мы диоды ставили параллельно С-И, разве это не должно было прибить обратное смещение? Или 4007 тут просто не годится?

Да греться должны, диоды не помогут.

[Dikoy 3]

44 минуты назад, amaora сказал:

Их надо установить как на вашей картинке установлены параллельные пары ключей, корпус в корпус, тогда и для конденсаторов место будет у самых ног.

Тогда питание не получится нормально подвести... Видится один полигон сверху, с условной GND, и один снизу с переходом через поле виасов до пар транзисторов верхнего плеча, виасы будут греться и создавать потери :( Вторая беда - 12 транзисторов в ряд в наш корпус не встанут. И даже 8 не встанут. 

Ну а если скрестить слона с носорогом, взять наш прошлый дизайн и установить новые транзисторы, получится так. Так лучше? https://www.dropbox.com/s/tqg6u3hhocdaunm/V5_alpha.png?dl=0 

47 минут назад, amaora сказал:

Да греться должны, диоды не помогут.

Не греются... Выше расчётных значений для рабочих токов температура транзисторов не поднимается. Какого-либо экстра перегрева тоже нет. По температуре эта версия вообще холодная. 

[_Sergey_ 13]

11 hours ago, Dikoy said:

Так лучше?

По току не пройдете..

[Dikoy 3]

12 часов назад, _Sergey_ сказал:

По току не пройдете..

Со старыми транзисторами 80А вытягивали. Но да, дизайн не айс и от него хотелось бы уйти.

----

Сделали тест куриной лапой https://www.dropbox.com/s/adno4jebzh3ctnl/pacific.jpg?dl=0 

Шумы упали на четверть. 

Так что да, индуктивность силовых полигонов питания играет заметную роль. Пока думаю порезать их на 3 линии (каждый) зазорами и свести к разъёму разными путями. Транзисторы поставить максимально близко друг к другу. https://www.dropbox.com/s/0a8t4zjohbhba2e/1.jpg?dl=0 

Это также позволит установить керамические конденсаторы непосредственно между полигонами под транзисторами. 

Что касается электролитов, то любое разумное увеличение длины ног на работу схемы заметно не влияет. Таки для шумов в 10 МГц и их ближайших гармоник 1-3 см роли не играют. 

[Plain 166]

09.02.2022 в 19:16, Dikoy сказал:

то, что он предлагает, не реализуемо с текущими размерами деталей и токами

Повторяю, это предлагаю не я, а таковы законы природы, и прежде чем вкладываться деньгами и временем, неплохо было бы почитать хотя бы пару бумажек на эту тему, а сейчас единственный вариант развести эту хотелку на такой ДПП вот такой:

 

Изменено 11 февраля, 2022 пользователем Plain

[_Sergey_ 13]

11 hours ago, Dikoy said:

Пока думаю порезать их на 3 линии (каждый) зазорами и свести к разъёму разными путями.

Еще хуже..

 

У вас в первой версии гораздо лучше подключены токоизмерительные резисторы.

[Dikoy 3]

16 часов назад, _Sergey_ сказал:

У вас в первой версии гораздо лучше подключены токоизмерительные резисторы.

В первой версии есть вот этот изгиб и изтоньчения полигона меди, от которых идёт этой самой меди нагрев https://www.dropbox.com/s/isqaaiw3g00wir4/V5_alpha — копия.png?dl=0 

 

17 часов назад, Plain сказал:

а сейчас единственный вариант развести эту хотелку на такой ДПП вот такой:

 

То есть, силовые плюс и минус вести по нижнему слою, переход к транзисторам на верх через виасы, а сами транзисторы ставить рядом валетом на Ш-образных полигонах? Идея хорошая, и керамика стоит хорошо, но это на практике реализуемо только если силовые проводники пустить только в верхнем слое.

Если использовать под силовую часть нижний слой (или его значительную часть), то некуда будет ставить драйверы и сигнальный разъём. Будет оно работать при разводке силовухи только в верхнем слое? Как на картинке: https://www.dropbox.com/s/wa2gx03f41st28l/22222222.png

 

И второй вопрос. Не лучше ли будет если на вашем дизайне я сдвину транзисторы верхнего и нижнего рядов в упор друг к другу, максимально близко, а керамику поставлю сбоку между корпусами, на своих мини-зубцах? Как по стрелке на прошлой картинке? Не думаю что ESR/ESL сильно пострадают, зубцы довольно большие выходят. Зато в высоту там 3-4 корпуса керамики между каждой парой транзисторов влезет, а не 1, как сейчас. Можно даже разные ставить. Будет так работать? 

Изменено 11 февраля, 2022 пользователем Dikoy

[Plain 166]

12 часов назад, Dikoy сказал:

реализуемо только если

Чего ж тут непонятного, всё стандартно — зелёным нижняя медь, красным верхняя, жёлтым она везде, а ключи, и всё остальное, нарисованы вплотную и естественно вверху, все габариты условны, и законы природы по-прежнему отказываетесь принимать — расстояние от ключей до силовых конденсаторов должно быть ноль, и между конденсаторами разумеется тоже, количество которых здесь более чем достаточно.

 

Если монтаж двусторонний, то площадь для обвеса всё равно за счёт подводки:

 

Изменено 12 февраля, 2022 пользователем Plain

[Dikoy 3]

Только ни затворы так не вывести (если только между затвором и резистором делать пару см), ни разъёмы не поставить... 

Но за базу для размышлений спасибо. 

А какой диод лучше заложить в снаббер? Хочу развести его на всякий случай на плате, да и инфенеон рекомендует. Обязательно ли быстрый пин диод с малой ёмкостью, типа HSMS-2802, или подойдёт нечто попроще? Напряжение у меня 48 вольт, это резко сокращает список кандидатов. 

[Plain 166]

6 часов назад, Dikoy сказал:

ни затворы так не вывести (если только между затвором и резистором делать пару см), ни разъёмы не поставить

Всё ставится и выводится, а в конце подводку общего можно ещё подрезать, тогда будет часть площади и для двусторонней разводки:

 

[Dikoy 3]

17 часов назад, Plain сказал:

Всё ставится и выводится

Да я уже попробовал, но иначе - вывел затворы под фазовые выводы внаружу, вверх и вниз по рисунку. Там есть место для установки INA у шунтов и разъёма, драйверы переезжают на процессорную плату. В принципе, через разъём они нормально работают, по опыту. 

По вашей схеме не получится, т.к. для меди 3оз дорожка/зазор 0.3/0.3, а то и больше. Как бы 4мм трасса в одном слое на одну сторону, потери ширины силовой меди значительны.  

Изменено 14 февраля, 2022 пользователем Dikoy

[Plain 166]

14.02.2022 в 02:42, Dikoy сказал:

какой диод лучше заложить в снаббер?

Никакой, зачем вообще такое? Здесь можно развести по одному RC демпферу на полумост.