[Integrator1983 0]

Получается, заряд важнее скорости ?

Получается, что для резонансной схемы - да. Скорость 5V/ns - достаточная для многих применений, кроме того, скорость нарастания легко контролировать. Также есть ключи Ixys со скоростями 15-20 V/ns.

 

Получается, что кратковременно, CoolMOS выдерживают жесткую коммутацию диода с огромным dI/dt при выходе из ZVS режима, а при продолжительной работе на холостом ходу из-за вкусившего тока внутреннего диода обречены.

 

Так выхода из режима ZVS, строго говоря, нет. Переключение КАНАЛА происходит при 0 напряжения (но не тока). Как раз на холостом ходу режим ZVS отсутствует, но ключи не горят - канал просто разряжает на себя емкость СИ (виден бросок тока в канале при открытии ключа) - но в контуре реактивности для обеспечения протекания тока через возвратный диод не хватает - диод не насыщается. На большой мощности реактивности много, диод насыщается хорошо - но и рассасывается хорошо падением напряжения на канале ключа. Но в определенном диапазоне нагрузок диод насыщается достаточно сильно, а рассасывается неполностью - вот тут и можно наблюдать "подскваживание" тока. При этом структура уже разогрета (не ХХ, ток приличный), дополнительный токовый удар вызывает вторичный пробой. Этот диапазон нагрузок определяется соотношением напряжения на канале и заряда восстановления диода как функции прямого тока через диод. Также, возможно, играет роль скорость восстановления диода (точнее, плотность тока при восстановлении). Авторы статьи APT столкнулись с эффектом в диапазоне нагрузок порядка 25%, я - 60% от номинала. Также в эту теорию вписывается то, что у меня ключи работали некоторое время, различное от партии - видно, кристалл добирал температуру. Это - мои личные предположения, как я понимаю механизм отказов.

 

не сравнивали транзисторы CoolMOS Infineon c разными MESH от ST ? Есть ли различие в характеристиках от разницы в технологиях ?

 

Не знаю. С ST работал года 2 назад, стояли в ККМ и резонансном мосте нормально - но там был дикий запас по мощности (токовая загрузка - процентов 40-50 на полной нагрузке, боролись за тепло на сопротивлении канала). Но судя по документации, для сопоставимых ключей у ST параметры хуже, чем у Infineon.

[НЕХ 4]

IXYS нервно курит в сторонке - у многих 40 - 50 V/ns

скорость восстановления сравнялась со скоростью выключения канала.

FDH45N50F, например.

 

ST тоже на уровне и дешевле конкурентов.

 

Про выход из режима ZVS - имел в виду емкостный характер нагрузки в переходных режимах с настоящим запиранием диода оппозитного ключа.

 

вижу 2 способа фиксации проблемы с помощью драйвера :

1)открывать транзистор сразу, как напряжение на стоке упало почти до напряжения истока (а ля синхронный выпрямитель IR11672) - так уменьшится время протекания тока через диод и возрастёт время на рассасывание вредных зарядов

2)пусть ток течёт через диод, подождём смену его направления, рассасывается пусть в своё удовольствие. И когда напряжение на стоке начнёт немного расти - подам напряжение на затвор.

 

Если на стоке стало вольт 5 можно ли говорить, что все носители разбежались ?

Изменено 13 ноября, 2010 пользователем НЕХ

[Integrator1983 0]

FDH45N50F - приличный ключик. Только пока купить его где не нашел.

 

ST - не знаю, ключей с приличными диодами у них не помню.

 

вижу 2 способа фиксации проблемы с помощью драйвера :

1)открывать транзистор сразу, как напряжение на стоке упало почти до напряжения истока (а ля синхронный выпрямитель IR11672) - так уменьшится время протекания тока через диод и возрастёт время на рассасывание вредных зарядов

2)пусть ток течёт через диод, подождём смену его направления, рассасывается пусть в своё удовольствие. И когда напряжение на стоке начнёт немного расти - подам напряжение на затвор.

 

1 способ (не допускать насыщения диода, фиксируя его каналом) - правильный и рабочий, сам проверял. 2 - теоретически правильный, но я его не использовал.

 

Если на стоке стало вольт 5 можно ли говорить, что все носители разбежались ?

- наверное, да.

[НЕХ 4]

Познал ответ на вопрос - почему дохнут транзисторы !!!

 

оставим dV/dt впокое - оно никак не превышает 5 V/ns.

 

В первой статье упоминалось, что рассасывание ускоряется, если на затвор подать 3 вольта - напряжение ниже порога включения.

Похоже, что вредоносные заряды, образовавшиеся при открытии внутреннего диода, смещают подложку так, что напряжение затвор-подложка превышает пороговое.

И это же происходит, когда на затворе 0 !

Ток продолжает течь - транзистор в аналоговом (не ключевом) режиме. Хвост тока, как "tail current IGBT" !!!

Это приводит не только к динамическим потерям при переключении, но и к опасности возбуждения, если транзисторы стоят параллельно !

 

И никакими резисторами в затворе проблему не решить ! А в аляCoolMOS устройствах резистор не влияет уже на скорость переключения - нет помощи Миллера, так как емкость сток-исток исчезающе мала при наприжении на стоке, больших 100 вольт.

со скорость dV/dt производители мухлюют - приводят её при напряжении, больших 100 вольт !

 

Торжествую !

 

ST stw30nm60nd, например. или http://catalog.compel.ru/vt_mosfet/info/ST...60ND%20%28ST%29 с ценой.

 

 

Запараллеленные MOSFET горят чаще ?

 

Если гипотеза верна, то подача отрицательного напряжения на затвор решит проблему.

Изменено 14 ноября, 2010 пользователем НЕХ

[НЕХ 4]

нашел документальное подтверждение

ток через body-diode тоже 3 Ампера

но называют "reverse recovery", связывают с открытием биполярного паразитного транзистора.

судя по пульсациям тока - он ещё и генерить пытается.

возможно, что отрицательное напряжение не поможет - цепь затвора непричём...

Изменено 15 ноября, 2010 пользователем НЕХ

[dmitrp 0]

Давно так делаем. Уже наверное лет 10. И генераторов выпущено больше сотни. Последовательный резонансный мостовой или полумостовой инвертор до 100кВт на IXFN50N80Q2. Высоковольтная часть драйвера обеспечивает включение транзистора при напряжении сток-исток меньше порогового (например 10В) Автоматически выбирается т.о. мертвое время. Если это время выходит за разрешенный диапазон, то срабатывает защита. После включения транзистора начинает действовать защита по падению напряжения на транзисторе. Работает инвертор на частоте выше резонанса (т.е. с индуктивной расстройкой). Регулирование частотное. Так делать и всем советую.

 

[НЕХ 4]

IR2520 - резонансный балласт - подбирает частоту так, что включение затвора дожидается, когда на стоке будет вольта 4 после протекания тока через внутренний диод мосфета и его закрывания.

 

 

Стереотип "рассасывание зарядов" обычно связан с малым напряжением на закрываемом диоде.

Но в нашем катастрофическом случае это больше похоже на лавинный пробой.

Неблагополучные, случайно уцелевшие после прохождения тока через диод, заряды покидают чрево полевика, порождая avalanche.

Транзистор горячий, напряженность поля велика = сток-исток уже 400 вольт.

 

А осциллографом видна "правильная" коммутация напряжения - ток мы не видим !

 

Влияет ли отрицательное напряжение на затворе на параметры лавинного пробоя полевика ?

В силовых ключах имеет место "back-gate effect" ?

 

 

(картинки из работы "Investigation of MOSFET failure in soft-switching conditions" Iannuzzo)

1. mosfet after the normal commutation, an instability characterized by a burst of high-frequency oscillations

 

2.current tail after the turn-off of the device power dissipation of about 50W at 100KHz (это мощность только паразитного рассасывания)

Изменено 15 ноября, 2010 пользователем НЕХ

[НЕХ 4]

to dmitrp

Давно так делаем. Уже наверное лет 10

 

пара вопросиков...

1) как происходит старт инвертора - ведь на обоих ключах может быть напряжение сток-исток больше порога ?

2) подача напряжения на затвор сразу после прихода напряжения на стоке в 0 может и не помочь спасти ключ, если U=I*R превысит 1/2 вольта из-за большого сопротивления ключа/слишком большого тока. Внутренний диод откроется. А быстрое срабатывание защиты (особенно если она организована внешней цепью с некоторой задержкой и может произойти несвоевременно - заряд body diode не рассасался и пришла команда закрывать ключ) может только усугубить ситуацию - лучше дождаться резонансного уменьшения тока, потянуть время - большое (но не 400 вольт !) напряжение облегчит удаление зарядов. А как происходит "удаление зарядов" при полном напряжении на стоке мы хорошо видим - с фейерверком, с огоньком и шумовыми эффектами.

Изменено 15 ноября, 2010 пользователем НЕХ

[dmitrp 0]

to dmitrp

 

 

пара вопросиков...

1) как происходит старт инвертора - ведь на обоих ключах может быть напряжение сток-исток больше порога ?

2) подача напряжения на затвор сразу после прихода напряжения на стоке в 0 может и не помочь спасти ключ, если U=I*R превысит 1/2 вольта из-за большого сопротивления ключа/слишком большого тока. Внутренний диод откроется. А быстрое срабатывание защиты (особенно если она организована внешней цепью с некоторой задержкой и может произойти несвоевременно - заряд body diode не рассасался и пришла команда закрывать ключ) может только усугубить ситуацию - лучше дождаться резонансного уменьшения тока, потянуть время - большое (но не 400 вольт !) напряжение облегчит удаление зарядов. А как происходит "удаление зарядов" при полном напряжении на стоке мы хорошо видим - с фейерверком, с огоньком и шумовыми эффектами.

1) На первом импульсе первом драйвере импульс проходит независимо от напряжения сток исток. Рабртает только защита по падению напряжения на включенном транзисторе.

2) В резонансном инверторе напряжения на частоте выше резонанса напряжение на транзисторе спадает до нуля ( разряжается емкость сток -истока), а затем ток начинает течь через обратный диод (ток близок к синусойде). Фактически импульс подается в момент протекания тока через обратный диод. Режим ZVS при включении. Ну и гарантированно закрыт другой ключ в плече. На нем уже все напряжение Ud. Используем мы MOSFET. У них хвоста нет. На IGBT может конечно остаться некоторый хвост, но как показали наши испытания - это все не критично. Просто запас большой по IGBT надо брать, если ты хочешь их использовать на частоты под 100кГц

[НЕХ 4]

Используем мы MOSFET. У них хвоста нет

 

я же привёл картинки - есть хвост у MOSFET, если был ток через внутренний диод !

и он может привести к открытию паразитного биполярного транзистора - тогда ключу пламенный привет.

 

гарантированно закрыт другой ключ в плече

а потом, через микросекунду, сам собой открывается - посмотрите картинку с последней прижизненной осциллограммой.

[megaharon 0]

а потом, через микросекунду, сам собой открывается - посмотрите картинку с последней прижизненной осциллограммой.

 

Прошу прощения, что встрял.

Понимаю, что "Слышал звон, но не знаю, где он", но уж больно случай похожий описан:

http://www.power-e.ru/360.php

 

 

[dmitrp 0]

я же привёл картинки - есть хвост у MOSFET, если был ток через внутренний диод !

и он может привести к открытию паразитного биполярного транзистора - тогда ключу пламенный привет.

 

 

а потом, через микросекунду, сам собой открывается - посмотрите картинку с последней прижизненной осциллограммой.

При двуполярном упровлении таких проблем не наблюдал. Это видимо при однополярном управлении. Там может прыгнуть напряжение на затворе. А тут ему прыгать некуда.

[НЕХ 4]

ошибаетесь, если в dead-time на затворах по нулям у всех транзисторов.

 

на затворе ничего не прыгает ! нет dV/dt !

А вот прыгает ли под затвором ?

 

сейчас не уверен, что отрицательное напряжение меняет картину...надо перестать писать-читать и смотреть самому в осциллограф.

Изменено 16 ноября, 2010 пользователем НЕХ

[dmitrp 0]

ошибаетесь, если в dead-time на затворах по нулям у всех транзисторов.

 

на затворе ничего не прыгает ! нет dV/dt !

А вот прыгает ли под затвором ?

 

сейчас не уверен, что отрицательное напряжение меняет картину...надо перестать писать-читать и смотреть самому в осциллограф.

Что значит по нулям, у нас по минусу.

Что значит под затвором?

Мы используем IXFN50N80Q2. У них диод быстрый, может вообще дополнительный.

При работе в режиме больших dU/dt 5-10 B/нс и выше есть подскоки напряжения на затворе в момент выключения. При включении естественно такой проблемы нет. Там начинает включаться не структура, а обратный диод, а затем уже структура транзистора.

[НЕХ 4]

под затвором - канал и "back-gate effect"

 

у IXYS быстрый внутренний паразитный, но хуже настоящего быстрого на порядок. Дополнительных не бывает.

 

Вам с быстрыми полевиками нас с простыми и дешевыми не понять - печально знаменитые эффекты ослаблены...