Parallele IGBTs schnell abschalten

Jul 15, 2005 6 Replies

Moin!



Bin immernoch an meinem 500Ws Blitz mit IGBT-Abschaltung. 5 Stück IRG4PF50W parallel sollten eigentlich gut reichen, die 650V und 650A abzuschalten (200A, 900V max, 700V und 200A turn-off-SOA bei 125°C, Sperrschicht erwärmt sich beim Blitzen um max. 60K bei nur 3 Transistoren parallel, 90ns turn-off-time). Leider habe ich nun ein Problem mit der Ansteuerung.



Ich nutze einen HCPL3210 Optokoppler/FET-Treiber am Eingang, dieser kann mit seinen 2A peak allerdings nicht gar zu viel an den 5 parallelen Gates ausrichten. Darum habe ich noch einen IRF1010N (11mOhm RDS_on, hatte ich noch in der Schublade) als Nachverstärker dran. Die IGBT-Gates werden nun per 1k auf 18V gehalten, bis der 1010N sie schlagartig auf GND zieht. Das ganze ist hier zu sehen:



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Unten die IGBTs, so dicht aneinander wie möglich, die Stromverteil- widerstände (je 150mOhm am Collector) sind noch nicht bestückt. Rechts unten der 1010N und oben dann dessen Ansteuerung mit HCPL.



Nun hab ich da wohl leider einen schönen Schwingkreis gebaut, bestehend aus Gatekapazität und Leitungsinduktivität:



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Hier sieht man die Gatesignale, oben vom letzten IGBT, unten vom ersten (und alles noch ohne Collectorstrom!). Die Spannung schwingt erst unter Null (trotz Diode im 1010N) und dann wieder rauf auf über 5V. Damit schalten die IGBTs wohl kurz nochmal ein und verabschieden sich auf diese Weise recht schnell (in einer Vorversion waren die Leitungen länger, die Überschwinger größer und der letzte IGBT sofort tot).



Kürzer als jetzt bekomm ich die Leitung vom 1010N zu den IGBTs wirklich nicht hin, und langsamer mag ich auch nicht werden (hab ja nicht ohne Grund IGBTs mit 90ns fall time genommen).



Hat jemand ne Idee?



Gruß, Michael.



Hallo Michael,

einen kleinen Widerstand (10 Ohm) in Reihe mit jedem Gate, umd die Schwingungen zu bedämpfen?

Gruß, Michael.

Michael Eggert schrieb:

Da meldet sich Freund Miller zusammen mit der Zuleitungsinduktivität des Gates (nein, nicht Billy!;-)). Wenn du *richtig* schnell schalten willst kommst du um negative Gatespannung nicht herum. Zudem solltest du die Schaltung möglichst symmetrisch aufbauen, also gleiche, kurze Leitungslängen zu den Gates, sowie kleine Seriendämpfungswiderstände.

Gruß Dieter

Hi!

Das wären dann 100ns extra, in denen die IGBTs richtig Leistung umzusetzen haben, möchte ich eigentlich vermeiden.

Hatte übrigens in einer Vorversion das Gate nicht auf GND, sondern auf

-15V gezogen - da waren dann die Überschwinger nach unten tödlich.

Gruß, Michael.

Moin!

Miller is nich ohne Saft drauf. :-) Wie gesagt, Collector ist noch gar nicht angeschlossen (sollen ja noch ein wenig überleben).

Als ich auf -15V geschaltet hatte, gabs die Überschwinger auf -30. Tot.

Tja, leider widersprechen sich hier "symmetrisch" und "kurz", denn Collector und Emitter sind ja auch noch da und die 650V wollen ja auch noch ein paar mm Platz zu allen Seiten.

Ungern... Hab jetzt mal 1 Ohm in Serie mit dem 1010N (einzelne bekomm ich in dem Layout nicht mehr reingebastelt) und die Gatespannung fällt binnen 100µs auf Null. Minimaler Überschwinger auf -1V, danach asymptotisch. Mit 0,5 Ohm schwingts noch nach oben über. Mal sehen, vielleicht kombinier ich das noch mit negativer Spannung, und wenns wirklich ordentlich aussieht, geb ich auch mal Saft drauf.

Gruß, Michael.

Michael Eggert schrieb:

Überlesen. Um so schlimmer.

Bestimmt ohne Dämpfungswiderstände.

Möglichst halt.

Ob du das gern machst interessiert die Physik nicht.;-)

Eben! Kombinieren!

Gruß Dieter

Multilayer (Masse_fläche_) und Leiterbahnen mit halbwegs kontrollierter breitbandig konstanter Impedanz.

Anpassung (Serien-R) und fette negative Entladespannung, weil es sonst über den Serien-R zu lange dauert.

Leitungsabschluß (parallel R z.B. auf eine Hilfsspannung).

Es ist leider Aufwand, aber die Physik ist unbestechlich ...

Gruß Oliver

Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

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