Starke Überschwinger an Primärwicklung von Vollbrücken Gegentaktwandler

Ja, ich eig. auch... Mir war zwar klar, dass unsere Messleitung sicherlich nicht ideal ist, aber dass se so schlecht war... Lange Rede, kurzer Sinn: Wir haben gestern nochmal gemessen, aber die Messleitung vorher umgebaut: Da das Oszi keine internen 50 Ohm Abschluss hat gabs ein T Stück direkt am Coax Anschluss am Oszi mit nem 50 Ohm widerstand. Damit der bei höheren Spannungen nicht anfängt zu glühen gabs am Messende vom Coaxkabel nochmal 300 Ohm in Serien und damit dann direkt an die Messstelle (diesmal jeweils nur Ausgang der beiden Halbbrücken). Übrigens waren es wohl nicht Reflexionen, die Probleme machten sondern vor allem Einstreuungen in die Messleitung, die nun wohl durch den 50 Ohm Widertstand schön verheizt werden. Jedefalls sieht das jetzt alles sehr viel besser aus:

Hier Kanal 1, bei dem die Gatewiderstände überbrückt sind:

Interessant ist der Hubbel kurz vorm Einschalten. Die Gatespannungen sind zwar jetzt nicht mit drin, aber wir haben uns das mal angeschaut. Der Hubbel entsteht, wenn der eine Transistor abschaltet, der zweite schaltet genau in dem Moment ein, wenn auch die Spannung richtig hoch geht. Ich vermute mal, das könnte Magnetisierungs oder Steuind. Strom sein, der dann über die Dioden abgeleitet wird. Den Hubbel gibts übrigens nur, wenn wir 0 Ohm Gatewiderstände haben.

Hier das ganze nochmal mit ca. 30V:

Hier mal Kanal 3 mit 10 Ohm Gatewiderständen im Vergleich:

Zum Vergleich auch nochmal die 12V Lampe statt nem Übertrager an Kanal 2 (hat auch noch seine 10 Ohm Gatewiderstände):

Also, das sieht doch schon deutlich besser aus würd ich sagen und wir werden dann demnächst auch nochmal mit richtig Last und 48V testen. Die ganze Sache eröffnet natürlich wieder die Frage, warum die FETs dann das letzte mal durch waren. Eine Theorie ist noch, dass auf der Sekundärseite was schief läuft und die Gleichrichterdioden kaputt gehen, dann darf die Primärseite natürlich auch ableben. Beim letzten Defekt waren auch zwei Dioden, die mind. 1KV aushalten sollten hin, aber das haben wir auf die Überschwinger geschoben. Aber das werden wir mal noch testen.

Naja, is ne 40A Sicherung im Kreis und n schöner großer Schalter ;)

Naja, ich glaub da haben wir mittlerweile so viele galvanische Trennungen drin, dass ich mir da weniger Gedanken mache.

Also sorry nochmal wegen der ganzen Aufregung, die wir hier verursacht haben. Und vielen Dank für die Hilfestellungen. Ich lass euch wissen, falls das nächste mal Tatsächlich alles überlebt ;)

Gruß, Michael

Ist uns allen schonmal passiert, wenigstens ist Euch dabei nichts um die Ohren geflogen :-)

Das "genau in dem Moment" darf eben nicht sein, es muss eine Totzeit dazwischen liegen. Meist reichen um die 50nsec, hier vielleicht aufgrund der grossen FETs und der niedrigen Schaltfrequenz was mehr. Kommerzielle PWM Chip haben das eingebaut, bei selbsterzeugter PWM muss man die Totzeiten von Hand reinstricken (vor die Schmitt Eingaenge von Treibern). Gate Widerstaende sind so wie Autofahren mit leicht angezogener Handbremse. Klappt auf Schnee zwar ganz gut, aber bringt mehr Verschleiss und Benzinverbrauch.

Da kann man sehen dass die Flanken schlapper werden und das kostet Wirkungsgrad.

Ein roter Not-Aus Pilz? Schoen :-)

We are all learning :-)

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Gruesse, Joerg

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Klar, in den Treibern ist schon ne 500ns Totzeit drin. Ich meinte damit, dass der Hubbel in dem Moment kommt, wenn die Abschaltflanke am Gate des Lowside FETs kommt und wenn dann die Einschaltflanke vom Highside FET kommt, geht die Spannung richtig "an". Der Hubbel is z.B. hier zu sehen:

Klar, den Wirkungsgrad hamm wa jetzt noch nicht gemessen, aber ich bin mal gespannt.

Nene, das Teil rechts hier im Bilde:

Das is wohl irgendson 30KV Schalter aus nem Umspannwerk. Der sollte auf jeden Fall mit dem Lichtbogen fertig werden... ;)

Gruß, Michael

Ach so, das ist nicht am Gate (waere schoen wenn das Scope V/Div anzeigte...). Trotzdem kapiere ich nicht ganz warum es einen positiven Spike gibt wenn das Low Side Gate runtergeht und der High Side FET doch noch gar nicht leitet.

Den Unterschied muesstest Du ganz gut sehen indem Du ein Laser Thermometer auf die Plastikkoerper der FETs haeltst.

Oh ja, der sollte das schaffen. Irgendwie fehlt auf dem Tisch die Flasche Boelkstoff und die Erdnuesse sind auch schon alle ;-)

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Gruesse, Joerg

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Michael Dreschmann schrieb:

Ähm, was mir noch aufgefallen ist: Du hast zwar einen LEM-Wandler auf der Primärseite des Trafos, aber dir Drähte von dem führen nicht in die Ansteuerschaltung. Kann es sein, daß Du auf der Primärseite keine Überstromabschaltung hast? Die ist nämlich zwingend erforderlich, falls der Trafo in die Sättigung gerät. Bei exakt symmetrische Ansteuerung und ohne dynamisch Vorgänge kann es zwar funktionieren, aber in der Praxis ergeben sich jedoch immer leichte Gleichanteile, die den Trafo in die Sättigung treiben. Als Stromwandler dafür würde ich allerdings keinen LEM-Wandler nehmen, da die eher langsam sind sondern einen normalen, also einen Ferittkern am besten Ringkern mit ca. 50 bis 200Wdg. danach ein Brückengleichrichter aus Schottkydioden und dann der Bürdewiderstand der an einen Komparator geht. Dabei muß der Stromwandler so ausgelegt sein, daß er selbst sehr viel später sättigt, als der Trafo.

Einfacher ist für so einen Wandler sowieso Current-Mode-PWM, z.B. mit einem UC3846, da hat man Strombegrenzung, Symmetriereung des Trafostroms und eine unkritischere Spannungsregelung.

Rick

Ich finde jetzt Michaels Schaltung nicht mehr, aber meist reicht es wenn man die Stromaufnahme ueberwacht. Die steigt bei Einsatz der Saettigung rasant an und dass laesst sich ueber einen Shunt feststellen. Wenn man will sogar High-Side, da gibt's ja jetzt bequeme Chips fuer die auch nicht teuer sind.

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Joerg schrieb:

Naja, 2,5kW bei 48V sind schon über 50A, da entsteht schon reichlich Verlustleistung im Widerstand, wenn man eine leicht auswertbare Spannung haben will. Ansonsten verschwindet bei einem schlechten Layout das eigentliche Nutzsignal zwischen Unmengen von Störungen. Ein Stromwandler ist da deutlich einfacher und bringt viel Spannung bei wenig Verlustleistung. Alternativ kann man auch noch den Spannungsabfall über den Transistoren messen, da gibt es auch schon fertige Treiber, die so etwas machen, ist aber auch wieder nicht ganz unproblematisch in der Anwendung.

Rick

Solange der Burden Resistor nicht aufgeht, denn dann gibt es einen hoellischen Knall.

So ist es an sich ueblich, wobei ich meist doch einen Widerstand setze weil die Kernsaettigung oft an der Grenze ist. Allerdings zieht der derzeit in Arbeit befindliche Wandler auch "nur" 10A :-)

Am einfachsten vermeidet man DC Runoff (Gleichtaktweglauf?) mit einer kleinen Batterie parallelgeschalteter Kondensatoren. Die muessen aber in Gemeinschaft langfristig den Strom verknusern koennen.

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Gruesse, Joerg

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Jap, die Wandler sind für uns im Moment, um die primäre Stromaufnahme zu messen und Wirkungsgrade zu berechnen usw.

Naja, die PWM wird ja mit den CPLDs generiert und deren Design ist z.B. auch so gebaut, dass die On und Off Time von beiden Halbwellen exakt gleich sind. Egal wann der AVR nen neuen Sollwert vorgibt, der CPLD verwendet diesen Wert erst ab der nächsten kompletten Vollwelle.

Ja, aber was macht der denn dann, abschalten? Das bedeutet doch aber dann, dass im Design ein Fehler ist, den es zu beseitigen gilt. Weiterhin müsste ja auch die Off-Time, in der beide Primäranschlüsse miteinander verbunden sind noch letzte Reste von Gleichstrom abklingen lassen, oder?

Aber trozdem Danke für die Info. Wir können den Trafostrom ja mal genauer beobachen, ob wir irgendwelche unsymetrien erkennen können unter Volllast.

Gruß, Michael

Die Schaltung war hier ;)

Gruß, Michael

Danke, nur die LEM Uebertrager habe ich jetzt nicht drin gefunden. Aber das habt Ihr sicher richtig gemacht.

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Gruesse, Joerg

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Michael Dreschmann schrieb:

Ja, ausschalten und im nächsten Takt wieder einschalten. Da die letzte Ein-Zeit durch das Abschalten kürzer war als die dann folgende, bewegt sich die Magnetisierung wieder in Richtung Mitte.

Was mir gerade noch aufgefallen ist: Wie willst Du eigentlich die Ströme der einzelnen Phasen bei späterer Parallelschaltung regeln? Der AVR ist dafür definitiv zu langsam und ohne Regelung laufen die, sobald ein kontinuierlicher Drosselstrom auftritt, wild auseinander.

Rick

Naja, dann schaun wir mal obs symetrisch genug is, haben da eig. bis jetzt noch nix auffälliges gesehn.

Im Idealfall gibts gar keine Regelung sondern es wird einfach einmal ein Verhältnis ausgemessen. Wir haben letztens schonmal testweise alle Kanäle mit dem selben Tastverhältnis betrieben, das ging eigentlich schon gar nit so schlecht. Aber selbst wenn etwas nachgeregelt werden muss, wenn der AVR nit reicht, wirds halt n größerer Prozessor. Andererseits kann der ja sowiso nur alle 40us eingreifen, denn so lang ist ja ein PWM Zyklus. Auch die Drossel hinter dem Gleichrichter erlaubt ja keine beliebig schnellen Stromänderungen. Und zu guter Letzt sind die vier Wandler ja auch noch phasenversetzt, was vielleicht auch noch bischen hilft.

Gruß, Michael

Ich glaub wir reden da aneinander vorbei. Es gibt im Schaltplan keine Eingangsstrommessung. Die LEM Wandler sind nur für die Messung dran, weil wir grade kein 300A Multimeter zur Hand hatten ;)

Gruß, Michael

Ah, also eine festverdrahtete Stromzange :-)

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Gruesse, Joerg

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Michael Dreschmann schrieb:

Ja, ich hatte nicht dran gedacht, daß die Streuinduktivität des Trafos hier für Entspannung sorgt: je größer der Ausgangsstromtrom, desto länger braucht der Trafostrom zum kommutieren, womit der Spannungsmittelwert nach dem Gleichrichter sinkt. Die Wirkung ist die gleiche wie bei einem in Reihe geschalteten Widerstand: eine Balancierung der Ströme.

Rick