Niszczenie tranzystora

Lepiej szybka dioda na odpowiednio duży prąd - anodą do drenu tranzystora, katodą do plusa. Inaczej mówiąc step-down z ujemnymi napięciami na wejściu i wyjściu. Może być też drugi MOSFET którego sterowanie jest zanegowane w stosunku do pierwszego, czyli step-down synchroniczny (uwaga na czasy by nie załączyć obu tranzystorów równocześnie, bo wybuchnie). Bez tej diody energia z dławika wytraca się w przebitym tranzystorze, najwyraźniej jest za duża (w danych katalogowych tranzystora powinno być podane "avalanche energy") i go uszkadza (a nawet gdyby nie uszkodziło, niepotrzebnie zamienia się na ciepło).

A może prostownik tyrystorowy ze sterowaniem fazowym? Fakt że bardziej skomplikowane (synchronizacja z siecią, wyzwalanie 6 tyrystorów w odpowiednich momentach) ale tak się kiedyś robiło (tyrystory dużej mocy znano wcześniej od MOSFET-ów, separacja galwaniczna sterowania bramek przez transformatorki). Są nawet gotowe moduły z 2 tyrystorami izolowanymi od radiatora, potrzebne 3 sztuki takich, pracowałem kiedyś w firmie (już jej nie ma) która robiła wprawdzie nie spawarki ale zasilacze buforowe 24V 150A do automatyki na statkach, sterowanie na wzmacniaczach operacyjnych i CMOS-ach 15V (projekt z czasów przed-mikroprocesorowych).

Może, ale przecież celowo mu je obniżyłeś do

15V/27Ohm=555mA

Z resztą nie pomogę - nie moja działka, ale zawsze mnie zastanawiają te rezystory na bramie...

W dniu 2013-02-25 22:21, M pisze:

Jeden z tranzystorów był zabezpieczony diodą transil 68V włączoną między D a S. Na mały prąd, do pochłaniania "szpilek". Niestety, spaliła się wybuchowo...

To może w kolejnej wersji :) Synchroniczne przełączanie może być nieprzyjemne w stanach "nieustalonych" (jeśli przełącza się prąd 300A).

Single Pulse Avalanche Energy: 740 mJ Dla eksperymentów z 11 A nie powinno być problemu (zakładając L=100 uH): 0.5*L*I^2 = 6 mJ (ale przy tym właśnie prądzie tranzystor jednak się uszkodził) Za to dla docelowego prądu 300 A wychodzi 4.5 J. Ale eksperyment pokazał, że to nie jest powód zniszczeń; może będzie kolejnym problemem.

Raczej byłoby to kłopotliwe, bo po pierwsze cała część zasilająca (transformator trójfazowy i prostownik z 90 diodami) już jest poskładana, a po drugie - to ma generować impulsy prądowe o długości 50 milisekund. Wydaje mi się, że jeśli byłoby to włączane po stronie pierwotnej transformatora, to na wyjście dotarłoby trochę zniekształcone.

Zamiast tego IRFP4468 chcę użyć dużego IGBT (1200V, 600A) - ale wolałbym upewnić się, że w układzie nie będzie takich przepięć.

P.

W dniu 2013-02-25 22:32, Michoo pisze: > Może, ale przecież celowo mu je obniżyłeś do > 15V/27Ohm=555mA

Powinno wystarczyć - oglądałem oscyloskopem przebieg na bramce tranzystora i był całkiem prostokątny. Gdyby prąd był za mały, nie nadążałby z przeładowywaniem pojemności bramki i byłoby wyraźnie widać ładowanie i rozładowanie zamiast stromych zboczy.

P.

Ale właśnie nie między D a S, tylko między D a wspólny plus. I nie mały transil tylko szybka dioda na 100V i niestety chwilowe 300A podobnie jak tranzystor. Może się nada dioda S-D wbudowana w drugi taki tranzystor (G-S zwarte by był stale wyłączony jeśli nie chcemy póki co synchronicznie), ale chyba oddzielna dioda byłaby lepsza (te wbudowane w MOSFET-y często nie są najszybsze). W ten sposób nie tracimy energii przepięcia z indukcyjności na ciepło, tylko po wyłączeniu tranzystora zamykamy obwód przez obciążenie. Mogą być jeszcze przepięcia na indukcyjnościach rozproszenia transformatora zasilającego, ale pojemność za prostownikiem powinna je wytłumić.

Po stronie wtórnej - tyrystory zamiast diod, jakby mogło być 40 lub 60 ms to trochę łatwiej (2-3 pełne okresy napięcia sieci). I tak ten impuls prądu nie będzie prostokątny tylko będzie miał jakieś czasy narastania i opadania ze względu na indukcyjności w układzie. Strona pierwotna normalnie zasilana z sieci (przez dobry filtr przeciwzakłóceniowy). Może da się uprościć zostawiając połowę diod (skoro i tak już są) i 3 tyrystory.

Użytkownik "Piotrne" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości

Masz rację. Prąd ma taką dziwną właściwość, że w obwodzie RL musi płynąć w sposób ciągły bez gwałtownych zmian. Jest tak złośliwy, że żeby to zapewnić wykorzysta nawet minimalną indukcyjność szeregową w obwodzie tranzystora aby na nim podnieść napięcie do tysięcy i więcej woltów, które mu to umożliwi, przy okazji przebijając tranzystor. Napięcie może się zmieniać skokowo o dowolną wartość, prąd nie. Dlatego też wyłączniki mechaniczne iskrzą.

W dniu 2013-02-25 23:40, M pisze:

Tak, to właściwie powinno pomóc. Przynajmniej według symulacji pomaga - przepięć nie ma, prąd "łuku" nieco się wygładza. Jutro sprawdzę to w naturze i napiszę, co wyszło.

Wcześniejsze próby włączania elementów zabezpieczających miały na celu niedopuszczenie do wzrostu napięcia DS powyżej 100V m.in. przez włączenie tam diody transil 68V. Teoretycznie powinien on odciąć (zewrzeć) przepięcia. Symulacje wykazały jednak, że można się tam spodziewać prądu szczytowego około 90A, a średniego 30A (co wyjaśnia wybuch transila - był za mały).

Wymagania co do tego impulsu (przyszłościowe?) są niestety większe, tzn. ma on nie tylko mieć regulowaną długość w zakresie od 5 ms do 200 ms, ale jeszcze ustawiany kształt przebiegu prądu w czasie trwania impulsu. Np. płynne narastanie albo inna wartość w pierwszej połowie impulsu, inna w drugiej itp. To oczywiście będzie przybliżane przez PWM.

Symulowałem to na LTspice i wygląda na to, że przy połowie prądu oczekiwanego (ok. 110A) ustala się on dopiero po ok. 5ms i potem ma przebieg piłokształtny między 95A a 125A (tzn. ząbki piły w takt PWM 2kHz). Po całkowitym wyłączeniu PWM prąd łagodnie opada przez ok. 5ms. To wszystko przy założeniu, że dławik ze schematu ma 200uH, a uzwojenie wtórne transformatora jonizatora 100uH.

Ogólny wniosek: trzeba było zaczynać od symulacji zamiast składać układ "na oko" i palić tranzystory...

P.

A na jak maly ? bo tam na poczatku 11A moze plynac.

Tym niemniej ... ten tranzystor ma _do_ 740mJ "avalanche energy".

11A i 100uH to zaledwie 6mJ. Ale od 6mJ wybuchu nie bedzie. Z czestotliwoscia 200Hz to raptem 1.2W - zadymi, ale bezglosnie :-)

U ciebie jak rozumiem to sie dzieje szybko i tranzystory nawet nie zdaza sie zagrzac ... te dlawiki maja znacznie wiecej, czy transformator zasilajacy ma duza indukcyjnosc rozproszenia i to ona jest problemem ?

W ramach badan - kupic wieksza ilosc tranzystorow i zaczac od pojedynczych impulsow (o ile driver pozwoli) i krotkich. A - i przyjrzyj sie masom - moze miedzy jednym a drugim zasilaczem moga jednak powstac jakies wysokie napiecia niszczace bramke ? Zenerke 15V G-S bym tez dolozyl ?

Dokladnie tak - chcemy zasilacz impulsowy, to go zrobmy porzadnie.

J.

W dniu 2013-02-27 06:12, J.F. pisze:

Ale to była próba z 300A i 2kHz, więc raczej było to kilka J na pojedynczy impuls (razy 2000: dużo). Prawdopodobnie i tak po wyłączeniu pierwszego impulsu PWM wszystko się przebijało, zwierało, grzało i paliło (przy pierwszej próbie - prawdziwym płomieniem, trzeba było gasić...)

Dzisiaj przeprowadziliśmy próby z wpiętą brakującą diodą, zaznaczoną na czerwono na tym schemacie:

I działa całkiem dobrze! W próbach generowaliśmy impulsy

30-milisekundowe (pełne włączenie, PWM 100%). Nic się nie spaliło, nic nie przebiło, nawet przy włączonym jonizatorze (to kolejny wątpliwy punkt: 15 kV włączane w obwód wysokiego prądu). Przy zmniejszaniu prądu (np. PWM 50%) też działa, ale dławik piszczy w takt PWM. Na razie nie przeszkadza.

Ogólny wniosek: pierwotne próby pochłaniania przepięć na elementach typu warystor, transil itp. miałyby szansę powodzenia gdyby nie to, że pochłaniać trzeba było kilowaty, a elementy były na pojedyncze waty. Dioda wpięta jak na schemacie rozwiązuje problem przepięć kierując prąd do obciążenia (tam może się grzać, a nawet powinno).

P.