H-mustek 500V/20A - odchazi buzeni

[JendaKlasterec]

Zdravim vsechny, prosim o pomoc/radu

H je osazen 4x BUP314 (IGBT/cca40A, dále T1 horní a T2 spodní)
pulmustek je buzen obvodem IR 2112 (dále jen IC)
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/irf/ir2112.pdf
Vse funguje do doby, než se připojí zátěž (DC motor M).
Po jejím připojení a změně střídy A50%;B50% na něco jiného, tak třeba A48%;B50% se asi po pěti vteřinách vystřelí horní driver jedné půlky můstku a to tak, že mezi Vb a Vs je 0k5 až 1kohm a driver se hřeje a nemaká.
spojil jsem už i země a zapojení ořezal na to, co je v datasheetu a použil ext. zdroj +15V pro IC5:VCC
Je to zapojené takto:
+5V, IC5:VDD ;
+15V, IC5:VCC, D1:a;
+550V, IT1:C
IC:Vs, IT1:E, IT2:C, MXA;
IC:Vb, D1:k;
OV, HV-, HVSS, IC:COM, IC:VSS, IT2:E
druhý půlmůstek stejně, akorát MXB a samozřejmě jiný vstup z CPU

diody jsou BYW100,
frekvence je na 1kHz,
nul.otáčky: PWM-A 50%, PWM-B 50%
směr1max: PWM-A 15%, PWM-B 85%
směr2max: obráceně
DeadTime jsem natáhl na 3us , vypínací doba BUP je 500ns
Měřění tranzistorů mutlimetrem chybu neukazuje. Nemám ho za co zatím vyměnit a na test mám poslední pokus (došly ty IR..)

[Stan3]

Zkus zapojit paralelně diody k tranzistorům(katoda na kolektor,anoda na emitor). Jelikož při zničení tranzistoru dojde k proražení přechodu a tím proteče velký proud do IO, zapoj mezi gate a emitor zenerku(cca 15V),a můžeš jí dát i mezi H0 a Vs. Při poškození tranz. shoří odpor 33R a IO by měl být O.K.

[ZdenekHQ]

Nemáš nějak divně zapojený to napájení ? Vb by mělo být na úrovni HV, aby to dokázalo správně řídit ten horní FET...

[dolac]

Nemáš nějak divně zapojený to napájení ? Vb by mělo být na úrovni HV, aby to dokázalo správně řídit ten horní FET...

Zapojenie je v poriadku. Zdá sa mi však že si použil nesprávne diody. BYW100 sú asi iba na 200V ak sa nemýlim. Dve diódy v sérii budú mať záverné napätie menšie než 400V. Ty máš napájacie napätie 550V ak sa nemýlim, a to už je veľa na tieto dve diody. Diody sú namáhané plným napájacím napätím. Odchádza ti výstupný budič. Použí radšej jednu diodu minimálne na 600V alebo viac.
Ešte by som na tvojom mieste zapojil paralelne k odporom R65 a R66 rýchle diody, napr. BYW a to tak že ich zapojíš anodou na hradlá tranzistorov.
Taktiež by som trochu znížil hodnoty týchto odporov.

[JendaKlasterec]

Nemáš nějak divně zapojený to napájení ? Vb by mělo být na úrovni HV, aby to dokázalo správně řídit ten horní FET...

Vb Vs max 20V viz datasheet. Oba T jsou IGBT ne dvojice P- a N-FET.

[JendaKlasterec]

Cumim do tech listu a neni mi to jasny. Diody Emitor-Kolektor v takovýchto měničích snad ani nejsou, protože špičku ze zátěže při uvolnění T1 uzemní T2.
Napsal jsem BYW100, ale myslel jsem BYT01, už se mi to pletlo. Ty jsou na 400V.
Tranzistory neodcházejí, odcházejí jen ty budiče (vyšší část) Ještě budu hledat....

[Stan3]

Mám dotaz, jestli ten IO odejde jen při připojení motoru nebo i při odporové zátěži(žárovky)?
V datasheetu výrobce jsou použity N-MOS a tyto mají už diodu mezi S a D integrovanou přímo na čipu.
Napsal jsi:

Diody Emitor-Kolektor v takovýchto měničích snad ani nejsou, protože špičku ze zátěže při uvolnění T1 uzemní T2.

Mezi rozeputím T1 a sepnutím T2 je časová prodleva(jinak by byly oba tranzistory na chvilku v otvřeném stavu,a to by vedlo k destrukci).[/b]

[dolac]

Cumim do tech listu a neni mi to jasny. Diody Emitor-Kolektor v takovýchto měničích snad ani nejsou, protože špičku ze zátěže při uvolnění T1 uzemní T2.
Napsal jsem BYW100, ale myslel jsem BYT01, už se mi to pletlo. Ty jsou na 400V.
Tranzistory neodcházejí, odcházejí jen ty budiče (vyšší část) Ještě budu hledat....

1. Diody C-E musia byť v každom prípade aj v tomto zapojení, myslím že sú už zabudované v IGBT tranzistoroch, avšak nikdy nie je na škodu dať ich aj externe.
2. IGBT tranzistor sa na vstupe chová ako MOSFET, takže z pohľadu budiča to máš jedno či tam máš IGBT, resp. MOSFET. Rozdiel je iba v tom, že IGBT má na výstupe bipolár.
3. Tá dióda D6 je naozaj dôležitá, daj tam diódu s maximálnym záverným napätím.
4. Nezaškodí použíť aj anatiparalelné diódy, ktoré urýchľujú vypínanie.
5.Na upload som ti hodil aplikačnu príručku "Design and application MOSFET" Doporučujem preštudovať.

[Stan3]

Ještě, podívej se na www.hw.cz Našel jsem tam něco o řízení motorů.

[JendaKL]

Tak jsem na to prisel. Vse bylo v poradku, až na to že jsem pod umělým osvětlením nerozeznal barvy červená-oranžová. Rg měl být 33 a ve skutečnosti byl 22, čímž došlo k proudovému přetížení budiče. Přecejen má ten IGBT nějakou kapacitu, takže tím že bych tam dal k Rg diodu, tak by byl odpal do SH rychlejší. Statistika je bohužel taková, že kvůli tomu odporu zařvalo 10 budičů. No stane se ))

[PavelFF]

Podle mě jásáš předčasně , myslím, že v barvičkách chyba nebude.
V datašítu mají Rg dokonce jenom 10 Ohm. Podle mě budič ten proud do gejtu v první fázi spíš nestačí dodat, než že by se zničil nadproudem.

No uvidíme, co na to řekne statistika. Už si to vyzkoušel?

[ZdenekHQ]

Já si nemůžu pomoct, tvrdíte, že to napájení je v pořádku, ale když tam má 15V zenerku, tak má přece Vb v určitým okamžiku napěťově níž než Vs. Pokud tam zenerka není, pak je to v pořádku.

[dolac]

Já si nemůžu pomoct, tvrdíte, že to napájení je v pořádku, ale když tam má 15V zenerku, tak má přece Vb v určitým okamžiku napěťově níž než Vs. Pokud tam zenerka není, pak je to v pořádku.

Zdenku, ak je zopnutý spodný tranzistor, nabíja sa z 15V cez diodu D6, D33 kondenzátor C45, ktorý neskôr slúži ako zdroj pre horný budič.
V okamžiku keď spína horný tranzistor, dioda D6,D33 sa zatvorí (je na nej vysoké záverné napätie) a hradlo horného tranzistora je napájané iba z kondenzátora C45. Hradlo spodného tranzistora sa nabíja z kondenzátora C46, ktorý je dobíjaný trvale.
Ak by malo byť Vb niššie ako Vs, musel by sa C45 vybyť a ten sa nemá ako, iba ak do hradla IGBT.

[masar]

Já myslím, že napájení je v pořádku, Ucc stabilizované zenerkou na 15V. Když je otevřen spodní modul IGBT, nabíjí se přes diody D33,D6 kondenzátor C45, který tvoří tzv. plovoucí zdroj napětí Ub-Us, ze kterého je otevírán horní modul IGBT bez ohledu na napětí Us-Com.

edit: ...tak zase s křížkem po funuse...

[dolac]

Tak jsem na to prisel. Vse bylo v poradku, až na to že jsem pod umělým osvětlením nerozeznal barvy červená-oranžová. Rg měl být 33 a ve skutečnosti byl 22, čímž došlo k proudovému přetížení budiče. Přecejen má ten IGBT nějakou kapacitu, takže tím že bych tam dal k Rg diodu, tak by byl odpal do SH rychlejší. Statistika je bohužel taková, že kvůli tomu odporu zařvalo 10 budičů. No stane se ))

Myslím si že v tom by nemal byť tvoj problém. Je síce pravda že fety budiča majú skratový prúd dole iba 420mA a hore iba 200mA a pri 22R v gate to vychádza na 550mA. Ibaže fety majú tú dobrú vlastnosť, že vedia zopnúť krátkodobo pomerne vysoký prúd. V tomto prípade by sa nabíjala kapacita IGBT, odhadujem tak cca 2nF asi niekoľko desiatok ns, čo by v žiadnom prípade nemalo budič poškodiť.
U tohoto budiča tak ako u všetkých FETOV nie ja ani tak dôležitý výstupný prúd, ale celkové tepelné straty na čípe. V tomto prípade je to 1,6W. MOSFET väčšinou odíjde ak tepelné straty na čipe nadobudnú takú hodnotu, že sa vzniknuté teplo nestači z čípu odvádzať, narásta jeho teplota a v dôsledku toho dôjde k jeho prierazu.
Ja som používal iba budiče IR2110 a tie majú skratový prúd až 2A, preto som sa nad tým nikdy nezamýšľal. Zapojenie mi fungovalo vždy na prvý krát a bez problémov.

Edit: ešte ma napadlo, či ti budič neodišiel prepätím. To je totiž jeden z ďalších veľmi častých dôvodov poškodenia FETu. Na začiatku si písal že ti budič odišiel, až keď si zmenil striedu riadiaceho signálu. IGBT však boli budené aj pri striede 1:1, takže ak by to bolo kvôli odporom 22R, odišli by ti už vtedy. Ak však začneš motor roztáčať, vzniknú ti napäťové špičky, ktoré sa môžu zaniesť aj do budiča. Dúfam že si dodržal všetky zásady pre návrh takýchto obvodov a že si to nenabastlil na kontaktné pole alebo niečo podobne. Kondenzátory C45 aC46 treba zapojiť s krátkými vývodmi priamo na vývody čípu. Niekedy nezaškodí dať paralelne aj nejakú keramiku. Dioda D6 by nemala mať veľmi veľkú kapacitu.