[fsb 0]

Всем привет!

Есть задача спроектировать силовой преобразователь для пуска двигателя с применением IGBT-модулей (PM100DSA120 "Mitsubushi", или аналогичный). В мануале дан пример разводки и используется 3-х слойная печатная плата.

Объясните пожалуйста, кто знает, оправдано ли применение 3-слойной платы? и может кто знает какие-либо грабли, на которые можно наступить?

Премного благодарен за любые разумные советы.

[karabas 0]

Присоединяюсь к просьбе автора темы. Может кто подскажет теорию, application notes, faq и т.п. вещи по работе с IGBT. В моем случае необходимо проработать вопрос о возможности реализации преобразователя(инвертора) на IGBT для разогрева металлических болванок в индукционных печах. Там немного больше токи (до 1500А) чем при управлении асинхронными двигателями. Поверхностный просмотра сайта Mitsubishi показал, что самые мощные модули CM1000HA-24H рассчитаны на ток 1000А. Сразу возникает вопрос о том, как обеспечить 1500А, есть ли готовые модули на такой ток?

[Vjacheslav 0]

Ох не дело Вы затеяли. Лучше бы обратить внимание на тиристоры, если Вас интересует чтобы Ваш нагреватель работал в цеху "как часы".

[Alexandr 0]

To fsb

Вот парочка статеек из журнала Электронные компоненты по преобразователям и по IGBT фирмы Mitsubushi

 

To karabas

IGBT-модули на требуемый вами ток выпускает компания SEMIKRON

Прикрепляю сравнительные характеристики модулей

Preobrazovat.rar

mitsubishi.rar

semikron.rar

[sboris 0]

Обычно вопросы с токами в мощных инверторах решаются параллельным включением нескольких (до 12-24 шт на мост и более) не очень мощных IGBT или Power MOSFET транзисторов.

 

Упрощенно схемотехника приблизительно такая - стоки-истоки включаются параллельно, затворы через резюки подключаются к драйверу H-моста, драйвер соответственно управляется контроллером....

 

Естественно придется помучаться с согласованием всего этого хозяйства, и управляющей программой :smile3046: .

 

Работа конечно долгая и нудная, но в итоге это работает.

[Vitёk 0]

Упрощенно схемотехника приблизительно такая - стоки-истоки включаются параллельно

Верно для полевых тр-ов, насчёт IGBT - не уверен. Как быть с зависимостью падения напряжения от температуры?

[fsb 0]

 

To Alexandr,

спасибо за статейки, немного понимания уже появилось.

В прицепленном мануале на рис. 6.37, стр.21 нарисована плата управления многослойная, нужна ли такая сложная или можно все упростить?

powermos6_0.pdf

[sboris 0]

Упрощенно схемотехника приблизительно такая - стоки-истоки включаются параллельно

Верно для полевых тр-ов, насчёт IGBT - не уверен. Как быть с зависимостью падения напряжения от температуры?

<{POST_SNAPBACK}>

 

Температуру надо отслеживать в любом случае, контроллером через термодатчики на каждой транзисторной сборке, и корректировать соответственно режимы работы моста.

[Vitёk 0]

Говоря о температуре, я имел в вид следующее: у ПТ, начиная с какого-то определённого тока (зависит от типа прибора) и до максимального, зависимость сопротивления канала от температуры положительная. За счет этого обеспечивается температурная стабилизация (выравнивание температур) у паралельно включённых полевиков. У биполярных же транзисторов температурная зависимость - отрицательная, что может приводить к разогреву одного прибора, вплоть до выхода его из строя, в то время как остальные остануться относительно холодными. Для уменьшения этого эффекта добавляется резистор в разрыв эмитерной цепи, свой для каждого тр-ра. Этот способ имеет три недостатка:

1. резистор рассеивает мощность, то есть просто нагло греется;

2. больших токах транзистор может войти линейный режим, и это приведёт к выделению ещё бОльших количеств тепла на переходе;

3. этот температурный эффект хоть и ослабляется, но не устраняется до конца. Номинал эмитерного резистора является компромисом между собственной рассеиваемой мощностью и эффективностью температурной стабилизации.

Более того, не устраняется эффект "слияния горячих точек" внутри самого БТ. Для избежания этого желательно лепить транзисторы с большим запасом по току.

Насколько я помню, IGBT представляет собой гибрид полевого и биполярного транзисторов, причём силовым является биполярный.Такие вот пироги...

Всё же думаю, что для разогрева металлических болванок лучшим вариантом являются именно они. Чисто ИМХО...

[sboris 0]

Одним из основных недостатков обычных IGBT-транзисторов является отрицательный температурный коэффициент (ТК) по напряжению насыщения (VCE(on)), что нарушает баланс токов при параллельном соединении транзисторов. PT IGBT Advanced Power Technology Power MOS 7® нового поколения позволяет достаточно просто осуществлять параллельное включение устройств.

 

Проблема действительно имела место быть, но в принципе на сегодня уже можно найти достаточно много решений от разных производителей. Так что греть болванки можно и IGBT :)

[karabas 0]

Что интересно, на счет ТК разные авторы имеют разное мнение. Вот цитата из статьи, скачанной по ссылке (Preobrazovat.rar) выше:

--------------

При современном уровне производства IGBT максимальный постоянный ток. пропускаемый одним кристаллом, составляет порядка 100 А. Поэтому в силовом модуле приходится использовать параллельное соединение нескольких чипов IGBT. Так как IGBT имеют положительный температурный коэффициент, а современная технология их производства обеспечивает малый разброс параметров, параллельное соединение далее большого количества чипов не является проблемой.

[karabas 0]

Ох не дело Вы затеяли. Лучше бы обратить внимание на тиристоры, если Вас интересует чтобы Ваш нагреватель работал в цеху "как часы".

<{POST_SNAPBACK}>

А можно вас попросить более подробно рассказать о том, чем лучше тиристоры? У вас был опыт использования как тиристоров, так и IGBT в реальном устройстве, и эксперимент показал что последние более "капризны"?

[Vjacheslav 0]

Если кратко, то тиристоры более "дубовы", легче пререносят пререгрузки (и весьма значительные), просты в управлении. А опыт был: делали генераторы с Iвых.= 10 КА - использовались в полевых геофизических целях. Много разных вариантов, а самый рабочий на тиристорах оказался и довольно компактный. Все остальные варианты плохо переносили полевую работу и не очень аккуратный/квалифицированный персонал. Согласитесь: условия работы похожи на Ваши - цех, ...

[Al Volovich 0]

Так как IGBT имеют положительный температурный коэффициент, а современная технология их производства обеспечивает малый разброс параметров, параллельное соединение далее большого количества чипов не является проблемой.

<{POST_SNAPBACK}>

Так потому их и собирают в модули, и модули эти стоят намного дороже чем транзисторы по отдельности в сумме на такой же ток, из-за того, что все транзисторы в модуле подобраны друг к другу по ТК.

[Ostver 0]

"Трехслойка" необязательна. Главное правило: цепи драйверов делать как можно короче, с наименьшей собственной индуктивностью.

Есть хорошие статьи в "Компоненты и технологии".